CN110769931A - 自由基产生催化剂、自由基的制造方法、氧化反应产物的制造方法、药剂和农畜产用药剂 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，提供能够在温和的条件下产生(制造)自由基的自由基产生催化剂。为了实现前述目的，本发明中的第1自由基产生催化剂的特征在于，包含选自氨基酸、肽、磷脂和它们的盐中的至少一种。本发明中的第2或第3自由基产生催化剂的特征在于，包含路易斯酸度为0.4eV以上的铵盐(不包括过二硫酸盐)。

Description

自由基产生催化剂、自由基的制造方法、氧化反应产物的制造 方法、药剂和农畜产用药剂
技术领域
本发明涉及自由基产生催化剂、自由基的制造方法、氧化反应产物的制造方法、药剂和农畜产用药剂。
背景技术
自由基的反应性丰富，因此是广泛利用的重要化学物种。例如，亚氯酸钠(NaClO2)是非毒性且廉价的氧化试剂，被用作自由基二氧化氯(ClO2 ·)的前体(非专利文献1～4)。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：H.Dodgen and H.Taube,J.Am.Chem.Soc.,1949,71,2501-2504.
非专利文献2：J.K.Leigh,J.Rajput,and D.E.Richardson,Inorg.Chem.,2014,53,6715-6727.
非专利文献3：C.L.Latshaw,Tappi,1994,163-166.
非专利文献4：(a)J.J.Leddy,in Riegel's Handbook of Industrial Chemistry,8thedn.Ed.,J.A.Kent,Van Nostrand Reinhold Co.Inc,New York,1983,pp.212-235；(b)I.Fabian,Coord.Chem.Rev.,2001,216-217,449-472.
发明内容
然而，一般而言，为了产生自由基，需要大量的能量。因此，需要用于达到高温的加热等，在成本或反应控制方面存在问题。
因此，本发明的目的在于，提供能够在温和的条件下产生(制造)自由基的自由基产生催化剂、使用上述自由基产生催化剂的自由基的制造方法和使用上述自由基的制造方法的氧化反应产物的制造方法、药剂、农畜产用药剂。
为了实现上述目的，本发明的第1自由基产生催化剂的特征在于，包含选自氨基酸、蛋白质、肽、磷脂和它们的盐中的至少一种。
本发明的第2自由基产生催化剂的特征在于，包含下述化学式(XI)表示的铵盐(不包括过二硫酸盐)，且上述铵盐的路易斯酸度为0.4eV以上；
在非酸性的液体中，催化来自自由基产生源的自由基产生；
上述自由基产生源是选自亚卤酸、亚卤酸根离子和亚卤酸盐中的至少一种，
Figure BDA0002320168550000021
上述化学式(XI)中，
R11、R21、R31和R41各自是氢原子或芳香环、或者烷基，上述烷基可以包含醚键、羰基、酯键或酰胺键、或者芳香环，R11、R21、R31和R41各自可以相同也可以不同，
或者，R11、R21、R31和R41中的2个以上可以一体化而与它们键合的N+一起形成环状结构，上述环状结构可以为饱和环状结构也可以为不饱和环状结构，可以为芳香环也可以为非芳香环，可以具有1个以上的取代基也可以不具有1个以上的取代基；
X-是阴离子(不包括过二硫酸根)。
本发明的第3自由基产生催化剂的特征在于，包含下述化学式(XI)表示的铵盐，且上述铵盐的路易斯酸度为0.4eV以上；
在氧化剂的存在下中，催化来自自由基产生源的自由基产生；
上述氧化剂为O2；
上述自由基产生源是选自下述式(A-1)～(A-8)中任一者表示的含氮芳香族阳离子衍生物、下述式(A-9)表示的9-取代吖啶
Figure BDA0002320168550000032
离子、下述式(I)表示的喹啉
Figure BDA0002320168550000033
离子衍生物、它们的立体异构体和互变异构体、以及它们的盐中的至少一种，
Figure BDA0002320168550000031
上述化学式(XI)中，
R11、R21、R31和R41各自是氢原子或芳香环、或者烷基，上述烷基可以包含醚键、羰基、酯键、或酰胺键、或芳香环，R11、R21、R31和R41各自可以相同也可以不同，
或者，R11、R21、R31和R41中的2个以上可以一体化而与它们键合的N+一起形成环状结构，上述环状结构可以为饱和环状结构也可以为不饱和环状结构，可以为芳香环也可以为非芳香环，可以具有1个以上的取代基也可以不具有1个以上的取代基；
X-是阴离子；
Figure BDA0002320168550000041
Figure BDA0002320168550000051
上述式(A-1)～(A-8)和(A-9)中，
R是氢原子或任意的取代基；
Ar是上述供电子基团，可以为1个或多个，在多个供电子基团的情况下可以相同也可以不同；
形成含氮芳香族阳离子的含氮芳香环可以具有1个以上除R和Ar以外的任意的取代基也可以不具有1个以上的除R和Ar以外的任意的取代基；
上述式(I)中，
R1是氢原子或任意的取代基；
Ar1～Ar3各自是氢原子或上述供电子基团，可以相同也可以不同，Ar1～Ar3中的至少一个是上述供电子基团。
应予说明，以下，有时将本发明中的第1自由基产生催化剂、本发明中的第2自由基产生催化剂和本发明中的第3自由基产生催化剂总称为“本发明的自由基产生催化剂”。
为了实现上述目的，本发明中的第1自由基的制造方法的特征在于，包括将上述本发明的自由基产生催化剂和自由基产生源混合的混合步骤。
本发明中的第2自由基的制造方法的特征在于，包括：
将路易斯酸度为0.4eV以上的路易斯酸(不包括过二硫酸盐)和自由基产生源混合的混合步骤；和
使上述路易斯酸与上述自由基产生源在非酸性的液体中反应的反应步骤；
上述自由基产生源是选自亚卤酸、亚卤酸根离子和亚卤酸盐中的至少一种。
本发明中的第3自由基的制造方法的特征在于，包括：
将路易斯酸度为0.4eV以上的路易斯酸、O2和自由基产生源混合的混合步骤；和
使上述路易斯酸、上述O2和上述自由基产生源在液体中反应的反应步骤；
上述路易斯酸是本发明中的第3自由基产生催化剂；
上述自由基产生源是选自上述式(A-1)～(A-8)中任一者表示的含氮芳香族阳离子衍生物、上述式(A-9)表示的9-取代吖啶
Figure BDA0002320168550000061
离子、上述式(I)表示的喹啉
Figure BDA0002320168550000062
离子衍生物、它们的立体异构体和互变异构体、以及它们的盐中的至少一种。
本发明中的第4自由基的制造方法的特征在于，包括：将路易斯酸度为0.4eV以上的路易斯酸(不包括过二硫酸盐)和自由基产生源混合的混合步骤；和
使上述路易斯酸和上述自由基产生源在液体中反应的反应步骤；
上述路易斯酸度为0.4eV以上的路易斯酸包含无机物质；
上述自由基产生源是选自亚卤酸、亚卤酸根离子和亚卤酸盐中的至少一种。
应予说明，以下，有时将本发明中的第1自由基的制造方法、本发明中的第2自由基的制造方法、本发明中的第3自由基的制造方法和本发明中的第4自由基的制造方法总称为“本发明的自由基的制造方法”。
此外，本发明的氧化反应产物的制造方法是将被氧化物氧化而制造氧化反应产物的方法，其特征在于，包括：
通过上述本发明的自由基的制造方法而制造上述自由基的自由基制造步骤；和
通过上述自由基的作用而使上述被氧化物与氧化剂反应从而生成上述氧化反应产物的氧化反应步骤。
本发明的药剂的特征在于，包含：
自由基产生催化剂和自由基产生源；
上述自由基产生催化剂是上述本发明的自由基产生催化剂。
本发明的农畜产用药剂的特征在于，包含：
自由基产生催化剂和自由基产生源；
上述自由基产生催化剂是上述本发明的自由基产生催化剂。
发明效果
根据本发明的自由基产生催化剂、自由基产生剂和自由基的制造方法，能够在温和的条件下产生(制造)自由基。作为本发明的自由基产生催化剂、自由基产生剂和自由基的制造方法的用途，例如可以用于上述本发明的氧化反应产物的制造方法，但不特别限定于此，能够用于广泛的用途。
附图说明
图1是在298K的水溶液中与Sc(OTf)3(10mM)混合后，在0、4和16小时采集到的NaClO2(5.0mM)的紫外线+可见光吸收光谱。
图2(a)是298K的水溶液(0.20M乙酸缓冲液pH2.9)中的基于Sc(OTf)3(10mM)与NaClO2(5.0mM)的反应的Sc3+(ClO2 ·)形成的358nm下的UV-Vis吸收的时间分布。(b)是二次绘图(Quadratic plot)。
图3(a)是、298K的MeCN/H2O(1:1v/v)溶液中在苯乙烯(30～90mM)存在下的Sc3+(ClO2 ·)的消耗的，358nm下的UV-Vis吸收的时间分布。(b)是准一级速度常数与苯乙烯浓度的曲线。
图4是MeCN溶液在298K测定的EPR光谱。(a)是含有NaClO2(0.10mM)的MeCN溶液在353K回流1小时后的光谱。(b)是含有NaClO2(0.10mM)和CF3COOH(10mM)的MeCN溶液的光谱。(c)是含有NaClO2(0.10mM)和Sc(OTf)3(10mM)的MeCN溶液的光谱。
图5是基于CAM-B3LYP/6-311+G(d,p)水平的理论计算的、DFT最优化结构的键长
Figure BDA0002320168550000081
(a)是ClO2 ·，(b)是H+ClO2 ·、(c)是Sc3+ClO2 ·。
图6是表示在室温(25℃)水性的MeCN溶液(MeCN/H2O 1:1v/v)中利用1HNMR追踪利用NaClO2(20mM)的苯乙烯(2.0mM)的反应的结果的光谱图。
图7表示包含苯乙烯(66mM)和NaClO2(200mM)的CD3CN/D2O(4:1v/v)混合后，在60℃(333K)0小时和25小时后的1HNMR光谱。*标记是源自苯乙烯氧化物的峰。
图8表示包含苯乙烯(2.0mM)、NaClO2(20mM)和Sc(OTf)3(30mM)的CD3CN/D2O(1:1v/v)混合后，在25℃0.6小时后和17小时后的1HNMR光谱。*标记和标记各自是源自1-苯乙烷-1,2-二醇和2-氯-1-苯基乙醇的峰。
图9表示包含苯乙烯(2.0mM)、NaClO2(20mM)和CF3COOD(30mM)的CD3CN/D2O(1:1v/v)混合后，0.5小时后和17小时后的1HNMR光谱。*标记和
Figure BDA0002320168550000083
标记分别是源自1-苯乙烷-1,2-二醇和2-氯-1-苯基乙醇的峰。
图10是表示(a)H+ClO2 ·和(b)Sc3+ClO2 ·的利用CAM-B3LYP/6-311+G(d,p)水平的理论计算的自旋分布的图。
图11(a)是表示向四苯基卟啉钴(II)络合物Co(II)TPP的氧饱和溶液([CoTPP]＝9.0×10-6M、[O2]＝13mM)中添加苄索氯铵(Bzn+)而得到的溶液的紫外线+可见光吸收光谱的经时变化的图表。图11(b)是表示图11(a)中的433nm的吸收带的增大的经时变化的图表。
图12是表示通过密度泛函计算(B3LYP/6-31G(d)水平)而最优化的Bzn+的结构的图。
图13是在298K的水溶液中与Sc(OTf)3(40mM)混合后，采集到的NaClO2(20mM)的紫外线+可见光吸收光谱。
图14(a)～(c)的图表表示向脱氧乙腈/水(1：1v/v)混合溶液中添加10-甲基-9,10-二氢吖啶(AcrH2)(1.4mM)和亚氯酸钠(NaClO2)(2.8mM)的情况下的反应的经时变化。
图15(a)和(b)的图表表示制备与图14相同的混合溶液，进而添加Bzn+(0.56mM)的情况下的反应的经时变化。
图16(a)和(b)的图表表示制备与图15相同的混合溶液，进而添加Sc(OTf)3(3.0mM)的情况下的反应的经时变化。
图17是例示出从AcrH2至10-甲基吖啶酮的氧化(氧化)反应中，推定的反应机理的示意图。
图18(a)是追踪使用NaClO2和三氟甲磺酸钪的三苯基膦的氧化反应的紫外可见光吸收光谱。图18(b)是表示图18(a)的反应中的Ph3P的初始浓度与所生成的Ph3P＝O的浓度的关系的图表。
图19表示包含苯乙烯(2.0mM)、NaClO2(6.0mM)和Sc(OTf)3(5.6mM)的CD3CN/D2O(1:1v/v)混合后，在Ar氛围中，在25℃0小时后和45小时后的1HNMR光谱。
图20表示在乙腈中、在9-
Figure BDA0002320168550000091
基-10-甲基吖啶
Figure BDA0002320168550000092
(Acr+-Mes)的高氯酸盐(Acr+-MesClO4 -)和氧的存在下进行原料芳香族化合物(苯甲醛)的氧化反应而得到的氧化反应产物(苯甲酸)的实施例的收率等。
图21是表示苄索氯铵[Bzn+Cl-]和各种金属络合物的路易斯酸度的图表。
图22中的图22(a)的紫外可见光吸收光谱表示通过经时变化将三苯基膦转化为三苯基氧化膦的情况。图22中的图22(b)的图表表示在Sc(OTf)3(Sc3+)的存在下和不存在下的三苯基膦(Ph3P)浓度的经时变化。
图23是实施例的药剂的ESR光谱图。
图24是实施例的药剂的ESR光谱图。
图25是实施例的药剂的ESR光谱图。
图26是实施例的药剂的ESR光谱图。
图27是表示利用实施例的药剂的溃疡性大肠炎的抑制效果的图。
图28是表示利用实施例的药剂的肠内菌群的变化的图。
具体实施方式
以下，举出示例对本发明做进一步具体说明。其中，本发明不因以下说明而受到限定。
[1.自由基产生催化剂]
本发明中的第1～第3自由基产生催化剂的用途没有特别限定，如前所述，例如可以用于本发明中的第1自由基的制造方法。此外，本发明中的第1～第3自由基产生催化剂例如还可以用于本发明中的第2～第4自由基的制造方法。此外，本发明中的第2～第4自由基的制造方法中，如前所述，可以使用路易斯酸度为0.4eV以上的路易斯酸。可认为上述路易斯酸度为0.4eV以上的路易斯酸作为自由基产生催化剂而发挥功能。以下，称做“本发明的自由基产生催化剂”的情况，只要没有特别说明，则不限于本发明中的第1～第3自由基产生催化剂，还包括上述路易斯酸度为0.4eV以上的路易斯酸。
本发明的自由基产生催化剂例如可以是有机化合物或无机物质。上述有机物质可以为选自例如铵、氨基酸、肽、磷脂、和它们的盐中的至少一种。上述无机物质可以包含金属离子和非金属离子中的一者或两者。上述金属离子可以包含典型金属离子和过渡金属离子中的一者或两者。上述无机物质例如可以是选自碱土金属离子、稀土类离子、Sc3+、Li+、Fe2+、Fe3+、Al3+、硅酸根离子和硼酸根离子中的至少一种。作为碱土金属离子，例如可举出钙、锶、钡或镭的离子，更具体而言，例如可举出Ca2+、Sr2+、Ba2+和Ra2+。此外，“稀土类”是钪21Sc、钇39Y这2种元素和从镧57La至镥71Lu的15种元素(镧系)的总计17种元素的总称。作为稀土类离子，例如可举出与上述17种元素各自对应的3价阳离子。
此外，上述路易斯酸(还包括反离子)例如可以是选自CaCl2、MgCl2、FeCl2、FeCl3、AlCl3、AlMeCl2、AlMe2Cl、BF3、BPh3、BMe3、TiCl4、SiF4和SiCl4中的至少一种。其中，“Ph”表示苯基，“Me”表示甲基。
应予说明，本发明的自由基产生催化剂中，上述自由基产生催化剂根据目的，可以考虑反应性的强度、酸度的强度、安全性等而适当选择。
本发明人等进行研究的结果发现，铵(特别是有机铵)、氨基酸、肽和磷脂作为自由基产生催化剂而发挥功能。此外，本发明人等进一步研究的结果发现，作为自由基产生催化剂而发挥功能的铵、氨基酸、肽和磷脂有时具有作为路易斯酸的性质。即，铵、氨基酸、肽和磷脂作为自由基产生催化剂而发挥功能的理由尚不明确，可以推测其原因在于上述铵、氨基酸、肽和磷脂具有作为路易斯酸的功能。此外，本发明人等进一步研究的结果发现自由基产生催化剂包含具有路易斯酸性和布朗斯台德酸性中的至少一者的有机化合物。应予说明，本发明中，“路易斯酸”例如是指对上述自由基产生源作为路易斯酸而发挥作用的物质。
本发明的自由基产生催化剂的路易斯酸度例如为0.4eV以上、0.5eV以上或0.6eV以上。上述路易斯酸度的上限值没有特别限定，例如为20eV以下。本发明中，作为上述路易斯酸度为上述数值以上或以下的判断基准，例如只要利用后述的“路易斯酸度的测定方法(1)”或“路易斯酸度的测定方法(2)”中任一者的测定值为上述数值以上或以下即可。
上述路易斯酸度例如可以通过Ohkubo,K.；Fukuzumi,S.Chem.Eur.J.,2000,6,4532、J.AM.CHEM.SOC.2002,124,10270-10271或J.Org.Chem.2003,68,4720-4726记载的方法测定，具体而言，可以通过下述“路易斯酸度的测定方法(1)”测定。
(路易斯酸度的测定方法(1))
对包含下述化学反应式(1a)中的四苯基卟啉钴、饱和O2和路易斯酸度的测定对象物(例如为金属等阳离子，下述化学反应式(1a)中由Mn+表示)的乙腈(MeCN)在室温进行紫外可见光吸收光谱变化的测定。可以由得到的反应速度常数(kcat)算出作为路易斯酸度的指标的ΔE值(eV)。kcat的值越大，则表示越强的路易斯酸度。此外，有机化合物的路易斯酸度还可以根据通过量子化学计算而算出的最低空轨道(LUMO)的能级来估计。正侧越大的值则表示越强的路易斯酸度。
Figure BDA0002320168550000121
应予说明，将通过上述测定方法测定(算出)的成为路易斯酸度的指标的，路易斯酸存在下的CoTPP与氧的反应速度常数的示例示于以下。下述表中，由“kcat,M-2s-1”表示的数值是路易斯酸存在下的CoTPP与氧。由“LUMO,eV”表示的数值是LUMO的能级。此外，“benzetonium chloride”表示苄索氯铵，“benzalkonium chloride”表示苯扎氯铵，“tetramethylammonium hexafluorophosphate”表示六氟磷酸四甲基铵盐，“tetrabutylammonium hexafluorophosphate”表示六氟磷酸四丁基铵盐，“ammoniumhexafluorophosphate”表示六氟磷酸铵盐。
【表tpp】
此外，本发明中，路易斯酸度的测定在路易斯酸度的测定方法(1)中，也可以代替氧分子(O2)而使用泛醌1(Q1)，通过将泛醌1还原而生成泛醌1的阴离子自由基来进行。以下有时将这样的路易斯酸度的测定方法称为“路易斯酸度的测定方法(2)”。路易斯酸度的测定方法(2)中，除了代替氧分子(O2)而使用泛醌1(Q1)之外，测定可以与路易斯酸度的测定方法(1)同样进行。此外，路易斯酸度的测定方法(2)中，与路易斯酸度的测定方法(1)同样地，可以由得到的反应速度常数(kcat)算出作为路易斯酸度的指标的ΔE值(eV)。路易斯酸度的测定方法(2)例如记载于Ohkubo,K.；Fukuzumi,S.Chem.Eur.J.,2000,6,4532，可以按照该文献中记载的方法进行，或以其为标准进行。
上述路易斯酸度的测定方法(2)可以通过测定相对于下述化学反应式(1b)的反应速度常数(kcat)而进行。
Co Tpp：四苯基卟啉钴(II)
Q1：泛醌1
上述化学式(1b)中，
Mn+表示上述自由基产生催化剂；
CoTPP表示四苯基卟啉钴(II)；
Q1表示泛醌1；
[(TPP)Co]+表示四苯基卟啉钴(III)阳离子；
(Q1)·－表示泛醌1的阴离子自由基。
本发明的自由基产生催化剂的路易斯酸度中，例如相对于上述化学反应式(1b)的反应速度常数(kcat)，即通过“路易斯酸度的测定方法(2)”测定的上述反应速度常数(kcat)的测定值(Kobs)例如可以为1.0×10-5S-1以上、2.0×10-5S-1以上、3.0×10-5S-1以上、4.0×10-5S-1以上、5.0×10-5S-1以上、6.0×10-5S-1以上、7.0×10-5S-1以上、8.0×10-5S-1以上、9.0×10-5S-1以上、1.0×10-4S-1以上、2.0×10-4S-1以上、3.0×10-4S-1以上、4.0×10-4S-1以上、5.0×10-4S-1以上、6.0×10-4S-1以上、7.0×10-4S-1以上、8.0×10-4S-1以上、9.0×10-4S-1以上、1.0×10-3S-1以上、2.0×10-3S-1以上、3.0×10-3S-1以上、4.0×10-3S-1以上、5.0×10-3S-1以上、6.0×10-3S-1以上、7.0×10-3S-1以上、8.0×10-3S-1以上、9.0×10-3S-1以上、1.0×10- 2S-1以上、2.0×10-2S-1以上、3.0×10-2S-1以上、4.0×10-2S-1以上、5.0×10-2S-1以上、6.0×10-2S-1以上、7.0×10-2S-1以上、8.0×10-2S-1以上或9.0×10-2S-1以上，也可以为1.0×10-1S-1以下、9.0×10-2S-1以下、8.0×10-2S-1以下、7.0×10-2S-1以下、6.0×10-2S-1以下、5.0×10- 2S-1以下、4.0×10-2S-1以下、3.0×10-2S-1以下、2.0×10-2S-1以下、1.0×10-2S-1以下、9.0×10-3S-1以下、8.0×10-3S-1以下、7.0×10-3S-1以下、6.0×10-3S-1以下、5.0×10-3S-1以下、4.0×10-3S-1以下、3.0×10-3S-1以下、2.0×10-3S-1以下、1.0×10-3S-1以下、9.0×10-4S-1以下、8.0×10-4S-1以下、7.0×10-4S-1以下、6.0×10-4S-1以下、5.0×10-4S-1以下、4.0×10-4S-1以下、3.0×10-4S-1以下、2.0×10-4S-1以下、1.0×10-4S-1以下、9.0×10-5S-1以下、8.0×10-5S-1以下或7.0×10-5S-1以下。
本发明的自由基产生催化剂中，上述铵例如可以为季铵，也可以为叔铵、仲铵、伯铵或铵。此外，上述铵没有特别限定，例如可以为核酸碱基等，也可以为后述的氨基酸、肽等。
此外，本发明的自由基产生催化剂中，上述选自铵、氨基酸、肽、磷脂和它们的盐中的至少一种(本发明的第1自由基产生催化剂)、或具有路易斯酸性和布朗斯台德酸性中的至少一者的化合物(本发明的第2自由基产生催化剂)例如可以为阳离子表面活性剂，也可以为季铵型阳离子表面活性剂。作为季铵型阳离子表面活性剂，例如可举出苯扎氯铵(Benzalkonium chloride)、苄索氯铵(Benzethonium chloride)、氯化十六烷基吡啶、十六烷基三甲基溴化铵、地喹氯铵、依酚氯铵、二癸基二甲基氯化铵、四甲基氯化铵、四丁基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、氧托溴铵、卡巴胆碱、格隆溴铵(Glycopyrronium)、番红、芥子碱、四乙基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、丁二酰胆碱、鞘磷脂、神经节苷脂GM1、地那铵、葫芦巴碱、新斯的明、百草枯、吡斯的明、黄柏碱、碘解磷定(Pralidoxime iodide)、甜菜碱、甜菜苷、氨甲酰胆碱(Bethanechol)、甜菜红色素(Betalain)、卵磷脂、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶和胆碱类(苯甲酰基氯化胆碱和月桂酰基氯化胆碱水合物等氯化胆碱，磷酸胆碱(phosphocholine)、乙酰胆碱、胆碱、二棕榈酰基磷脂酰胆碱和重酒石酸胆碱等)。其中，本发明的自由基的制造方法中，上述季铵不仅限于表面活性剂。
本发明的自由基产生催化剂中，上述铵例如可以为下述化学式(XI)表示的铵。
上述化学式(XI)中，
R11、R21、R31和R41各自是氢原子或芳香环、或者烷基，上述烷基可以包含醚键、羰基、酯键或酰胺键、或者芳香环，R11、R21、R31和R41各自可以相同也可以不同，
或者，R11、R21、R31、和R41中的2个以上可以一体化而与它们键合的N+一起形成环状结构，上述环状结构可以为饱和环状结构也可以为不饱和环状结构，可以为芳香环也可以为非芳香环，可以具有1个以上的取代基也可以不具有1个以上的取代基；
X-是阴离子；X-例如是不包括过二硫酸根的阴离子。
R11、R21、R31和R41中，上述芳香环没有特别限定，例如可以包含杂原子也可以不含杂原子、可以具有取代基也可以不具有取代基。作为包含杂原子的上述芳香环(杂芳香环)，例如可举出含氮芳香环、含硫芳香环、含氧芳香环等。作为不含杂原子的上述芳香环，例如可举出苯环、萘环、蒽环、菲环等。作为杂芳香环，例如可举出吡啶环、噻吩环和芘环等。含氮芳香环例如可以不具有正电荷也可以具有正电荷。作为不具有正电荷的含氮芳香环，例如可举出吡咯啉环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、喹啉环、异喹啉环、吖啶环、3,4-苯并喹啉环、5,6-苯并喹啉环、6,7-苯并喹啉环、7,8-苯并喹啉环、3,4-苯并异喹啉环、5,6-苯并异喹啉环、6,7-苯并异喹啉环、7,8-苯并异喹啉环等。作为具有正电荷的含氮芳香环，例如可举出吡咯啉
Figure BDA0002320168550000162
环、吡啶
Figure BDA0002320168550000163
环、哒嗪
Figure BDA0002320168550000164
环、嘧啶环、吡嗪
Figure BDA0002320168550000166
环、喹啉
Figure BDA0002320168550000167
环、异喹啉
Figure BDA0002320168550000168
环、吖啶
Figure BDA0002320168550000169
环、3,4-苯并喹啉
Figure BDA00023201685500001610
环、5,6-苯并喹啉
Figure BDA00023201685500001611
环、6,7-苯并喹啉
Figure BDA00023201685500001612
环、7,8-苯并喹啉
Figure BDA00023201685500001613
环、3,4-苯并异喹啉
Figure BDA00023201685500001614
环、5,6-苯并异喹啉
Figure BDA00023201685500001615
环、6,7-苯并异喹啉环、7,8-苯并异喹啉环等。作为含氧芳香环或含硫芳香环，例如可举出将上述不含杂原子的芳香环或含氮芳香环的碳原子或氮原子中的至少一个用氧原子和硫原子中的至少一者替换而得到的芳香环。
在R11、R21、R31和R41中，上述烷基或上述芳香环具有取代基的情况下，上述取代基没有特别限定，是任意的，例如可举出磺基、硝基、重氮基等。
上述化学式(XI)表示的铵例如可以是下述化学式(XII)表示的铵。
Figure BDA0002320168550000161
上述化学式(XII)中，
R111是碳原子数5～40的烷基，可以包含醚键、酮(羰基)、酯键或酰胺键、取代基、或者芳香环；
R21和X-与上述化学式(XI)相同。
R111中，上述芳香环没有特别限定，例如可以包含杂原子也可以不包含杂原子，可以具有取代基也可以不具有取代基。R111中，上述芳香环的具体例没有特别限定，例如与上述化学式(XI)的R11、R21、R31和R41相同。
R111中，在上述烷基或上述芳香环具有取代基的情况下，上述取代基没有特别限定，是任意的，例如与上述化学式(XI)的R11、R21、R31和R41相同。
上述化学式(XII)中，
R21例如可以为甲基或苄基，上述苄基的苯环的氢原子的1个以上可以被任意的取代基取代也可以不被取代，上述任意的取代基例如可以为烷基、不饱和脂肪族烃基、芳基、杂芳基、卤素、羟基(-OH)、巯基(-SH)或烷基硫基(-SR，R为烷基)。
上述化学式(XII)表示的铵盐例如可以为下述化学式(XIII)表示的铵。
上述化学式(XIII)中，
R111和X-与上述化学式(XII)相同。
上述化学式(XI)表示的铵例如可以为下述化学式(XIV)表示的铵盐。
Figure BDA0002320168550000181
上述化学式(XIV)中，
R100可以形成环状结构，上述环状结构可以为饱和环状结构也可以为不饱和环状结构、可以为芳香环也可以为非芳香环、可以具有1个以上的取代基也可以不具有1个以上的取代基；
R11和X-与上述化学式(XI)相同。
上述化学式(XI)表示的铵盐例如可以为下述化学式(XV)表示的铵盐。
Figure BDA0002320168550000182
上述化学式(XV)中，
各Z各自是CH或N，可以相同也可以不同，在为CH的情况下，H可以被取代基取代；
R11和X-与上述化学式(XI)相同。
上述化学式(XI)表示的铵盐例如可以为下述化学式(XVI)表示的铵盐。
Figure BDA0002320168550000191
上述化学式(XVI)中，
R101、R102、R103和R104各自是氢原子或取代基，R101、R102、R103和R104各自可以相同也可以不同，
或者，R101、R102、R103和R104中的2个以上可以一体化而与它们键合的N+一起形成环状结构，上述环状结构可以为饱和环状结构也可以为不饱和环状结构，可以为芳香环也可以为非芳香环，可以具有1个以上的取代基也可以不具有1个以上的取代基；
Z是CH或N，在为CH的情况下，H可以被取代基取代；
R11和X-与上述化学式(XI)相同。
上述化学式(XI)表示的铵盐例如可以为下述化学式(XVII)表示的铵盐。
上述化学式(XVII)中，
R111～R118各自是氢原子或取代基，R111～R118各自可以相同也可以不同，
或者，R111～R118中的2个以上可以一体化而形成环状结构，上述环状结构可以为芳香环也可以为非芳香环，可以具有1个以上的取代基也可以不具有1个以上的取代基；
Z是CH或N，在为CH的情况下，H可以被取代基取代；
R11和X-与上述化学式(XI)相同。
上述化学式(XI)表示的铵盐例如可以为选自苄索氯铵、苯扎氯铵、十六烷基三甲基氯化铵、四甲基氯化铵、氯化铵、甲基氯化铵和四丁基氯化铵中的至少一种。此外，上述化学式(XII)表示的铵盐特别优选为苄索氯铵。
应予说明，苄索氯铵(Bzn+Cl-)例如可以用下述化学式表示。此外，苯扎氯铵例如可以表示为上述化学式(XIII)中，R111为碳原子数8～18的烷基、X-为氯化物离子的化合物。
Figure BDA0002320168550000201
应予说明，上述化学式(XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)和(XVII)中，X-为任意的阴离子，没有特别限定。此外，X-不限于1价阴离子，也可以为2价、3价等任意价数的阴离子。阴离子的电荷为2价、3价等多价的情况下，例如上述化学式(XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)和(XVII)中的铵(1价)的分子数为阴离子的分子数×阴离子的价数(例如在阴离子为2价的情况下，铵(1价)的分子数为阴离子的分子数的2倍)。作为X-，例如可举出卤素离子(氟化物离子、氯化物离子、溴化物离子、碘化物离子)、乙酸根离子、硝酸根离子、硫酸根离子等。
本发明中，上述自由基产生催化剂例如为上述化学式(XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)、(XV)、(XVI)和(XVII)，但不限于此，可以为包含芳香环的任意结构的铵。作为上述芳香环，没有特别限定，例如可举出上述化学式(XI)的R11、R21、R31和R41中例示的芳香环。
本发明中，上述自由基产生催化剂例如可以为磺酸系胺或其铵。上述磺酸系胺例如是指在分子中具有磺基(磺酸基)的胺。作为上述磺酸系胺，例如可举出牛磺酸、氨基磺酸、3-氨基-4-羟基-1-萘磺酸、氨基磺酸、对甲苯胺-2-磺酸、邻甲氧基苯胺-5-磺酸、直接蓝14、3-[N,N-双(2-羟基乙基)氨基]-2-羟基丙磺酸、3-[(3-胆酰胺基丙基)二甲基铵基]-1-丙磺酸盐、氨基甲烷磺酸、3-磺基丙基胺、2-氨基苯磺酸、R(+)-3-氨基四氢呋喃甲苯、4-氨基-5-羟基-1,7-萘二磺酸、N-(2-乙酰胺)-2-氨基乙烷磺酸、4'-氨基-3'-甲氧基偶氮苯-3-磺酸钠、二甲苯磺酸拉帕替尼(Lapatinib ditosylate)、N-三(羟基甲基)甲基-2-氨基乙烷磺酸、8-氨基-1,3,6-萘三磺酸二钠水合物、1-氨基萘-2-磺酸、(2S,3S)-3-氨基-2-甲基-4-氧代-1-氧杂环丁烷磺酸、3-(1-萘基氨基)丙磺酸钠、3-甲基-4-氨基苯磺酸、3-环己基氨基-2-羟基丙磺酸钠、N-三(羟基甲基)甲基-2-氨基乙烷磺酸钠、4-氨基-1-萘磺酸、氨基磺酸钠、三卡因、对氨基苯磺酸钠、1,4-苯二胺-2-磺酸、对甲氧基苯胺-2-磺酸、6-氨基-1-萘磺酸、3,4-二氨基苯磺酸、3-氨基-4-氯苯磺酸、3-[(4-氨基-3-甲基苯基)偶氮]苯磺酸、3-氨基-4-羟基-5-硝基苯磺酸、5-氨基-6-羟基-3-硝基苯磺酸、4-乙酰胺-2-氨基苯磺酸水合物、2-氨基苯酚-4-磺酸、1-氨基-2-甲氧基-5-甲基-4-苯磺酸、丹磺酸、氨基磺酸[(1S,2S,4R)-4-[4-[[(1S)-2,3-二氢-1H-茚-1-基]氨基]-7H-吡咯并[2,3-d]嘧啶-7-基]-2-羟基环戊基]甲酯、5-磺基-4'-二乙基氨基-2,2'-二羟基偶氮苯、2-氨基萘-6,8-二磺酸、2-[N,N-双(2-羟基乙基)氨基]-1-乙烷磺酸钠、3-乙酰基-2-(甲基氨基磺酰基)噻吩、4-氨基-2-氯甲苯-5-磺酸钠、5-(3-氨基-5-氧代-2-吡唑啉-1-基)-2-苯氧基苯磺酸、氨基磺酸钾、对氨基偶氮苯单磺酸、3-[(3-胆酰胺基丙基)二甲基铵基]-2-羟基-1-丙磺酸盐、3-氨基-2,7-萘二磺酸一钠、3-[N,N-双(羟基乙基)氨基]-2-羟基丙磺酸钠盐、二(酰胺硫酸)钴(II)、3-(4-氨基-3-甲氧基苯基偶氮)苯磺酸、氨基磺酸镍(II)四水合物、2,4-二氨基苯磺酸钠、5-氨基-2-氯甲苯-4-磺酸、2,5-二氯对氨基苯磺酸、4-甲基苯磺酸、APTS(氨基芘三磺酸)、4'-氨基偶氮苯-3-磺酸、滂酰洋红2B(Pontacyl Carmine 2B)、对甲氧基苯胺-3-磺酸、4,4'-双(4-氨基-1-萘基偶氮)-2,2'-芪磺酸、3-氨基萘-8-羟基-4,6-二磺酸、4-氨基-1,5-萘二磺酸钠、4-氨基偶氮苯-4'-磺酸钠、5-氨基-2-甲基苯磺酸、7-氨基-1,3-萘二磺酸二钠、4,8-二氨基-9,10-二氢-1,5-二羟-9,10-二氧代-2-蒽磺酸一钠盐(ALIZARIN SAFIROL SE)、7-氨基-2-萘磺酸钠、6-氨基-5-溴吡啶-3-磺酸、2-氨基乙烷硫醇对甲苯磺酸盐、2-氨基-1-萘磺酸钠、6-氨基-1,3-萘二磺酸二钠水合物、N,N,N',N'-四乙基硫酰胺、5-氨基-2-乙氧基苯磺酸、3,5-二氨基-2,4,6-三甲基苯磺酸、7-氨基-1-萘磺酸、氨基磺酸胍、2-氨基-5-硝基苯磺酸、二酰胺硫酸镍(II)、4-氨基-4'-硝基芪-2,2'-二磺酸二钠、苯胺-2,5-二磺酸一钠、5-氨基-1-萘酚-3-磺酸水合物、2,5-二氯对氨基苯磺酸钠、6-氨基己酸己基对甲苯磺酸盐、外消旋-(R*)-2-(4-氯苯基)-3-氨基-1-丙磺酸、2-(N,N-二丙基)氨基苯甲醚-4-磺酸、2-氨基-4-氯苯酚-6-磺酸、6-氨基-1,3-萘二磺酸、5,10,15,20-四[4-(三甲基铵基)苯基]-21H,-23H-卟啉四对甲苯磺酸盐、5-氨基-2-[(4-氨基苯基)氨基]苯磺酸、4-氨基-3-氯苯磺酸、2-氨基苯磺酸苯基酯、4-乙酰基氨基-4'-异硫氰酸芪-2,2'-二磺酸二钠、(S)-3-氨基-2-氧杂环丁酮对甲苯磺酸盐、5-乙酰基氨基-4-羟基-2,7-萘二磺酸二钠、2-苯基氨基-5-氨基苯磺酸、4-十八烷基氨基-4-氧代-2-[(钠氧基)磺酰基]丁烷酸钠、3,5-二氨基-4-甲基苯磺酸等。
本发明中，上述自由基产生催化剂例如可以为烟碱系胺或其铵。上述烟碱系胺例如是指在分子中具有环状结构、且上述环状结构包含烟碱骨架的胺。作为上述烟碱系胺，例如可举出烟酰胺、生物碱等。
本发明中，上述自由基产生催化剂例如可以为亚硝酸系胺或亚硝酸系铵。上述亚硝酸系胺或亚硝酸系铵例如是指使胺与亚硝酸或亚硝酸衍生物反应而得到的化合物。作为上述亚硝酸系胺或亚硝酸系铵，例如可举出重氮化合物、重氮
Figure BDA0002320168550000221
盐、N-亚硝基化合物、C-亚硝基化合物等。
此外，本发明中，上述铵可以在1分子中包含多个铵结构(N+)。进一步，上述铵例如可以通过π电子相互作用而使多个分子汇聚，形成二聚体或三聚体等。
本发明中，上述氨基酸没有特别限定。上述氨基酸例如在分子中各自包含至少1个氨基或亚氨基、与羧基这两者即可。上述氨基酸例如可以为α-氨基酸、可以为β-氨基酸、可以为γ-氨基酸、可以为上述氨基酸以外的氨基酸。上述氨基酸例如可以为构成蛋白质的氨基酸，具体而言，例如可以为选自甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丝氨酸、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、赖氨酸、羟赖氨酸、精氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、组氨酸、脯氨酸和4-羟基脯氨酸中的至少一种。
本发明中，上述肽没有特别限定。上述肽例如只要是2个以上的上述氨基酸分子通过肽键而键合得到的物质即可。上述肽例如可以为氧化型谷胱甘肽(GSSG)和还原型谷胱甘肽(GSH)中的至少一种。
本发明中，上述磷脂没有特别限定。上述磷脂例如只要是在分子中包含磷原子的脂质即可，例如可以是在分子中包含磷酸酯键(P-O-C)的脂质。上述磷脂例如可以在分子中具有氨基、亚氨基、铵基和亚铵基中的至少一种，也可以不具有上述基团。上述磷脂例如可以是选自磷脂酰丝氨酸、磷脂酰胆碱、磷脂酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油和心磷脂中的至少一种。
本发明的自由基产生剂例如可以包含布朗斯台德酸。上述布朗斯台德酸的酸解离常数pKa例如为5以上。上述pKa的上限值没有特别限定，例如为50以下。
本发明的自由基产生催化剂例如可以在生物体外催化来自自由基产生源的自由基产生，但也可以在生物体内催化来自自由基产生源的自由基产生。生物体内例如可以是人体内，但也可以是除人类之外的动物的体内。
本发明的自由基产生催化剂例如可以是在消化器官内催化来自自由基产生源的自由基产生。上述消化器官例如可以是选自口腔部、咽喉部、食管、胃、十二指肠、小肠和大肠中的至少一种。上述消化器官例如可以是大肠。上述小肠例如可以是选自十二指肠、空肠和回肠中的至少一种。上述大肠例如可以是选自盲肠、结肠和直肠中的至少一种。本发明的自由基产生催化剂例如可以用于上述消化器官内的杀菌、肠内菌群的变化的诱导、溃疡性大肠炎的治疗或症状的抑制等。
[2.自由基的制造方法]
接着，对本发明的自由基的制造方法进行说明。
本发明中的自由基的制造方法如前所述，包括将上述本发明的自由基产生催化剂和自由基产生源混合的混合步骤。通过上述混合步骤而得到的混合物可以进一步包含除了上述本发明的自由基产生催化剂和自由基产生源之外的任意物质，也可以不包含上述物质。例如，上述混合步骤中，进一步混合溶剂从反应性等观点出发是优选的。应予说明，本发明中，“溶剂”可以溶解上述自由基产生催化剂、自由基产生源等，也可以不溶解上述物质。例如，在上述混合步骤后，上述本发明的自由基产生催化剂和自由基产生源可以各自为溶解在上述溶剂中的状态，也可以是在上述溶剂中分散或沉淀的状态。
本发明的自由基的制造方法例如包括：在上述混合步骤后，通过在所得混合物中的反应而制造自由基的自由基制造步骤。上述混合物如前所述，例如可以是溶液状态，也可以是悬浮液状态、胶体状态等。从反应性的观点出发，上述混合物例如优选为溶液状态或胶体状态。上述自由基制造步骤中，例如可以将上述混合物仅在室温下静置，也可以根据需要，对上述混合物进行加热、光照射等。上述自由基制造步骤中的反应温度和反应时间没有特别限定，例如可以根据反应物(原料)和目标产物的种类等而适当设定。在光照射的情况下，照射光的波长没有特别限定，例如可以根据反应物(原料)的吸收带等而适当设定。应予说明，对于反应时间和反应温度，例如还可以通过上述混合物中的上述本发明的自由基产生催化剂和自由基产生源的浓度而调整。例如，通过提高上述浓度，能够缩短反应时间，但本发明不因该说明而受到限定。
上述本发明的自由基产生催化剂的浓度没有特别限定，对于上述溶剂，例如反应mol·L没有特别限定，例如可以根据反应物(原料)和目的产物的种类等而适当设定。此外，上述溶剂没有特别限定，例如可以为水也可以为有机溶剂，作为有机溶剂，例如可举出二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等卤化溶剂，丙酮等酮，乙腈等腈溶剂，甲醇、乙醇等醇溶剂，乙酸溶剂、硫酸溶剂等，这些溶剂可以单独使用，也可以并用两种以上。上述乙酸溶剂和硫酸溶剂例如可以将乙酸或硫酸溶解于水中，它们在作为例如溶剂的同时作为路易斯酸或布朗斯台德酸而发挥功能。上述溶剂的种类例如可以根据溶质(例如上述本发明的自由基产生催化剂、上述自由基产生源等)的溶解性等而区分使用。
本发明的自由基的制造方法中如前所述，可以通过加热而使其反应，但也可以不加热而仅通过光照射、或者既不加热也不光照射而仅通过在室温下静置，从而使其反应而制造自由基。应予说明，“室温”的定义没有特别限定，例如为5～35℃。由于不需要加热，导致不花费例如利用电炉等加热的成本，能够大幅削减自由基的制造成本。此外，由于不需要加热所以可抑制例如自由基连锁导致的未法预期的失控反应和过氧化物的蓄积等，因此反应的安全性显著提高，能够进一步降低成本。其中，这些说明是例示，对本发明没有任何限定。
本发明的自由基的制造方法例如可以进一步包括对通过上述混合步骤而得到的混合物进行光照射的光照射步骤。并且，如前所述，可以利用通过上述光照射而引起的反应来制造自由基。针对照射光的波长，例如如前所述。光源没有特别限定，例如如果太阳光等自然光中包含的可见光，则能够简易地激发。此外，例如代替上述自然光，或者在此基础上，可以适当使用氙灯、卤素灯、荧光灯、汞灯等光源，也可以不使用上述光源。此外，可以适当使用去除(cut)必要波长之外的波长的滤波器，也可以不使用上述滤波器。
本发明的自由基的制造方法中，上述自由基产生源例如可以包含选自卤素离子、次卤酸根离子、亚卤酸根离子、卤酸根离子和高卤酸根离子中的至少一种。上述自由基产生源例如特别优选包含亚氯酸根离子。上述自由基产生源例如可以包含含氧酸或其盐(例如卤素含氧酸或其盐)。作为上述含氧酸，例如可举出硼酸、碳酸、原碳酸、羧酸、硅酸、亚硝酸、硝酸、亚磷酸、磷酸、砷酸、亚硫酸、硫酸、磺酸、亚磺酸、铬酸、重铬酸和高锰酸等。卤素含氧酸可以举出次氯酸、亚氯酸、氯酸和高氯酸等氯含氧酸；次溴酸、亚溴酸、溴酸和高溴酸等溴含氧酸；和次碘酸、亚碘酸、碘酸和高碘酸等碘含氧酸。
上述自由基产生源例如根据用途，可以考虑自由基物种的反应性的强度等而适当选择。例如，可以根据目的，区分使用反应性强的次氯酸和与次氯酸相比反应性略稳定且反应容易控制的亚氯酸。
本发明的自由基的制造方法中，上述自由基产生源可以包含例如电子供体·受体连接分子。上述电子供体·受体连接分子没有特别限定，例如电子供体部位可以是1个或多个供电子基团，电子受体部位可以是1个或多个芳香族阳离子。在该情况下，上述芳香族阳离子可以是单环也可以是稠环，芳香环可以包含杂原子也可以不包含杂原子，可以具有上述供电子基团以外的取代基也可以不具有上述供电子基团以外的取代基。此外，形成上述芳香族阳离子的芳香环的环构成原子数没有特别限制，例如为5～26元环。
形成上述芳香族阳离子的芳香环优选为选自吡咯啉
Figure BDA0002320168550000261
环、吡啶
Figure BDA0002320168550000262
环、喹啉
Figure BDA0002320168550000263
环、异喹啉
Figure BDA0002320168550000264
环、吖啶环、3,4-苯并喹啉
Figure BDA0002320168550000266
环、5,6-苯并喹啉
Figure BDA0002320168550000267
环、6,7-苯并喹啉
Figure BDA0002320168550000268
环、7,8-苯并喹啉
Figure BDA0002320168550000269
环、3,4-苯并异喹啉
Figure BDA00023201685500002610
环、5,6-苯并异喹啉
Figure BDA00023201685500002611
环、6,7-苯并异喹啉
Figure BDA00023201685500002612
环、7,8-苯并异喹啉
Figure BDA00023201685500002613
环和构成这些环的碳原子中的至少一个被杂原子取代而得到的环中的至少一种。例如，如果为吖啶
Figure BDA0002320168550000271
环、苯并喹啉
Figure BDA0002320168550000272
环、苯并异喹啉
Figure BDA0002320168550000273
环等大环状的(π电子数多的)芳香族阳离子，则例如吸收带向长波长侧迁移，通过在可见光区域中具有吸收，也能够进行可见光激发。
上述供电子基团优选为选自氢原子、烷基和芳香环中的至少一种。在该情况下，上述芳香环在环上可以进一步具有1个或多个取代基，上述取代基在多个的情况下可以相同也可以不同，上述供电子基团在多个的情况下可以相同也可以不同。此外，该情况下的上述供电子基团中，上述烷基更优选为碳原子数1～6的直链或支链烷基。此外，上述供电子基团中，上述芳香环更优选为选自苯环、萘环、蒽环、菲环、吡啶环、噻吩环和芘环中的至少一种。上述供电子基团中，上述芳香环上的取代基更优选为选自烷基、烷氧基、伯胺～叔胺、羧酸和羧酸酯中的至少一种。Ar中，上述芳香环上的取代基进一步优选为选自碳原子数1～6的直链或支链烷基、碳原子数1～6的直链或支链烷氧基、伯胺～叔胺、羧酸和羧酸酯中的至少一种。应予说明，上述芳香环上的取代基中“羧酸”是指羧基或在末端添加有羧基的基团(例如羧基烷基等)，“羧酸酯”是指烷氧基羰基、苯氧基羰基等羧酸酯基和酰氧基。作为上述羧基烷基中的烷基，例如优选为碳原子数1～6的直链或支链烷基，作为上述烷氧基羰基中的烷氧基，例如优选为碳原子数1～6的直链或支链烷氧基。
上述供电子基团进一步优选为选自苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、2,3-二甲基苯基、2,4-二甲基苯基、2,5-二甲基苯基、2,6-二甲基苯基、3,4-二甲基苯基、3,5-二甲基苯基、2,3,4-三甲基苯基、2,3,5-三甲基苯基、2,3,6-三甲基苯基、
Figure BDA0002320168550000274
基(2,4,6-三甲基苯基)和3,4,5-三甲基苯基中的至少一种。这些中，从电子转移状态(电荷分离状态)的寿命等观点出发，特别优选为
Figure BDA0002320168550000275
基。应予说明，通过
Figure BDA0002320168550000276
基而得到特别优异的效果的理由尚不明确，可以认为例如在邻位上存在2个甲基，
Figure BDA0002320168550000277
基的苯环与上述芳香族阳离子的芳香环容易正交，
Figure BDA0002320168550000278
基内部的超共轭少等。其中，其为可推测的机理的一例，对本发明没有任何限定。
上述电子供体·受体连接分子从电子转移状态(电荷分离状态)的寿命、氧化能力、还原能力等观点出发，优选为选自下述式(A-1)～(A-8)中任一者表示的含氮芳香族阳离子衍生物、下述式(I)表示的喹啉
Figure BDA0002320168550000281
离子衍生物、它们的立体异构体和互变异构体、以及它们的盐中的至少一种。
Figure BDA0002320168550000291
上述式(A-1)～(A-8)中，
R是氢原子或任意的取代基；
Ar是上述供电子基团，可以为1个或多个，在多个供电子基团的情况下可以相同也可以不同；
形成含氮芳香族阳离子的含氮芳香环可以具有1个以上的除R和Ar以外的任意的取代基也可以不具有1个以上的除R和Ar以外的任意的取代基；
上述式(I)中，
R1是氢原子或任意的取代基；
Ar1～Ar3各自是氢原子或上述供电子基团，可以相同也可以不同，Ar1～Ar3中的至少一个是上述供电子基团。
上述式(A-1)～(A-8)中，R优选为氢原子、烷基、苄基、羧基烷基(在末端添加有羧基的烷基)、氨基烷基(在末端添加有氨基的烷基)或聚醚链。R更优选为氢原子、碳原子数1～6的直链或支链烷基、苄基、在末端添加有羧基的碳原子数1～6的直链或支链烷基、在末端添加有氨基的碳原子数1～6的直链或支链烷基、或者聚乙二醇(PEG)链。PEG链为上述聚醚链的一例，但上述聚醚链的种类不限定于此，可以为任意的聚醚链。R中，上述聚醚链的聚合度没有特别限定，例如为1～100，优选为1～50，更优选为1～10。在上述聚醚链为PEG链的情况下，聚合度没有特别限定，例如为1～100，优选为1～50，更优选为1～10。
上述电子供体·受体连接分子更优选为选自下述式(A-9)表示的9-取代吖啶
Figure BDA0002320168550000302
离子、其互变异构体和立体异构体中的至少一种。
Figure BDA0002320168550000311
上述式(A-9)中，R和Ar与上述式(A-1)相同。
此外，上述电子供体·受体连接分子特别优选为下述式(A-10)表示的9-
Figure BDA0002320168550000313
基-10-甲基吖啶
Figure BDA0002320168550000314
离子。该9-
Figure BDA0002320168550000315
基-10-甲基吖啶离子通过光激发，能够生成具有高氧化能力和高还原能力的长寿命的电子转移状态(电荷分离状态)。作为上述光激发的激发光，例如可以使用可见光。
Figure BDA0002320168550000312
此外，作为上述式(A-9)表示的9-取代吖啶离子，除了上述(A-10)以外，例如可举出下述(A-101)～(A-116)。
【表A1】
Figure BDA0002320168550000321
此外，上述式(I)表示的喹啉离子衍生物中，R1例如优选为氢原子、烷基、苄基、羧基烷基(在末端添加有羧基的烷基)、氨基烷基(在末端添加有氨基的烷基)或聚醚链。此外，R1更优选为例如氢原子、碳原子数1～6的直链或支链烷基、苄基、在末端添加有羧基的碳原子数1～6的直链或支链烷基、在末端添加有氨基的碳原子数1～6的直链或支链烷基、或聚乙二醇(PEG)链。PEG链为上述聚醚链的一例，但上述聚醚链的种类不限定于此，可以为任意聚醚链。R1中，上述聚醚链的聚合度没有特别限定，例如为1～100，优选为1～50，更优选为1～10。上述聚醚链为PEG链的情况下，聚合度没有特别限定，例如为1～100，优选为1～50，更优选为1～10。此外，Ar1～Ar3例如各自优选为氢原子、烷基或芳香环，上述烷基更优选为碳原子数1～6的直链或支链烷基。Ar1～Ar3中，上述芳香环可以在环上进一步具有1个或多个取代基，上述取代基在多个取代基的情况下可以相同也可以不同。
上述式(I)中、Ar1～Ar3中，上述芳香环例如更优选为苯环、萘环、蒽环、菲环、吡啶环、噻吩环或芘环。此外，Ar1～Ar3中，上述芳香环上的取代基更优选为烷基、烷氧基、伯胺～叔胺、羧酸或羧酸酯，进一步优选为碳原子数1～6的直链或支链烷基、碳原子数1～6的直链或支链烷氧基、伯胺～叔胺、羧酸或羧酸酯。作为上述仲胺，没有特别限定，例如优选为烷基氨基，更优选为碳原子数1～6的直链或支链烷基氨基。作为上述叔胺，没有特别限定，例如优选为二烷基氨基，更优选为具有碳原子数1～6的直链或支链烷基的二烷基氨基。
应予说明，Ar1～Ar3中的上述芳香环上的取代基中“羧酸”是指羧基或在末端添加有羧基的基团(例如羧基烷基等)，“羧酸酯”是指烷氧基羰基、苯氧基羰基等羧酸酯基和酰氧基。作为上述羧基烷基中的烷基，例如优选为碳原子数1～6的直链或支链烷基，作为上述烷氧基羰基中的烷氧基，例如优选为碳原子数1～6的直链或支链烷氧基。
上述式(I)表示的喹啉
Figure BDA0002320168550000331
离子衍生物中，从电荷分离状态的长寿命、高氧化能力、高还原能力等观点出发，例如特别优选下述式1～5中任一者表示的喹啉
Figure BDA0002320168550000332
离子衍生物。
此外，除了上述化合物1～5以外，例如特别优选为下述表2和3表示的化合物6～36等。下述表2和表3中，化合物6～36的结构由上述式(I)中的R1和Ar1～Ar3的组合表示。此外，这些化合物6～36通过参照后述的实施例，本领域技术人员能够不进行反复实验、高度复杂的实验等，而按照化合物1～5容易地制造、且使用。
【表A2】
Figure BDA0002320168550000351
【表A3】
Figure BDA0002320168550000361
上述电子供体·受体连接分子可以使用市售品，也可以适当制造(合成)。在制造的情况下，制造方法没有特别限制，例如可以通过公知的制造方法或参考公知的制造方法而适当制造。具体而言，例如可以使用日本专利第5213142号公报中记载的制造方法等。
此外，本发明中，在化合物(例如上述铵、上述氨基酸、上述肽、上述磷脂、上述电子供体·受体连接分子等)中存在互变异构体或立体异构体(例如：几何异构体、构象异构体和光学异构体)等异构体的情况下，只要没有特别说明，所有异构体均能够用于本发明。此外，在化合物(例如上述电子供体·受体连接分子等)可形成盐的情况下，只要没有特别说明，上述盐也能够用于本发明。上述盐可以是酸加成盐，也可以是碱加成盐。此外，形成上述酸加成盐的酸可以是无机酸也可以是有机酸，形成上述碱加成盐的碱可以是无机碱也可以是有机碱。作为上述无机酸，没有特别限定，例如可举出硫酸、磷酸、氢氟酸、盐酸、氢溴酸、氢碘酸、次氟酸、次氯酸、次溴酸、次碘酸、亚氟酸、亚氯酸、亚溴酸、亚碘酸、氟酸、氯酸、溴酸、碘酸、高氟酸、高氯酸、高溴酸和高碘酸等。上述有机酸也没有特别限定，例如可举出对甲苯磺酸、甲磺酸、草酸、对溴苯磺酸、碳酸、琥珀酸、柠檬酸、苯甲酸和乙酸等。作为上述无机碱，没有特别限定，例如可举出氢氧化铵、碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碳酸盐和碳酸氢盐等，更具体而言，例如可举出氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钙和碳酸钙等。上述有机碱也没有特别限定，例如可举出乙醇胺、三乙基胺和三(羟基甲基)氨基甲烷等。这些盐的制造方法也没有特别限定，例如可以通过对上述化合物利用公知的方法适当加成上述那样的酸或碱等方法而制造。
此外，本发明中，链状取代基(例如烷基、不饱和脂肪族烃基等烃基)只要没有特别说明，则可以是直链状或支链状，其碳原子数没有特别限定，例如可以为1～40、1～32、1～24、1～18、1～12、1～6或1～2(不饱和烃基的情况下为2以上)。此外，本发明中，环状的基团(例如芳基、杂芳基等)的环员数(构成环的原子的数量)没有特别限定，可以为例如5～32、5～24、6～18、6～12或6～10。此外，在取代基等中存在异构体的情况下，只要没有特别说明，可以为任意的异构体，例如在简称“萘基”的情况下，可以为1-萘基也可以为2-萘基。
[3.氧化反应产物的制造方法]
本发明的氧化反应产物的制造方法如上述所述，
其是将被氧化物氧化而制造氧化反应产物的方法，其特征在于，包括：
通过上述本发明的自由基的制造方法而制造上述自由基的自由基制造步骤；和
通过上述自由基的作用而使上述被氧化物与氧化剂反应从而生成上述氧化反应产物的氧化反应步骤。
本发明的进行氧化反应产物的制造方法的方法没有特别限定，例如在上述混合步骤中，除了上述本发明的自由基产生催化剂和自由基产生源以外，还可以进一步混合上述被氧化物和上述氧化剂。此时，如前所述，优选进一步混合溶剂。并且，上述自由基制造步骤中，可以通过产生的自由基的作用，使上述被氧化物与氧化剂反应，从而生成上述氧化反应产物。即，上述氧化反应步骤可以与上述自由基制造步骤平衡，在相同反应体系中同时进行。在该情况下，上述被氧化物和上述氧化剂的浓度没有特别限定，相对于上述溶剂，例如反应mol·L没有特别限定，可以适当设定。此外，例如上述被氧化物的浓度高的情形反应速度快，因此优选尽可能高，上述氧化剂的浓度由于容易进行反应，因此优选不过高。其中，该说明是例示，对本发明没有任何限定。
本发明的氧化反应产物的制造方法中，上述自由基可以兼做上述氧化剂。例如，上述自由基产生剂为含氧酸，由上述含氧酸产生的自由基也可以是氧化剂。作为一例，上述自由基产生剂是亚氯酸根离子ClO2 -，也可以将由亚氯酸根ClO2 -产生的自由基ClO2 ·作为氧化剂，将上述被氧化物氧化而制造上述氧化反应产物。
此外，例如上述自由基与上述氧化剂也可以不同。例如，上述自由基产生剂为上述电子供体·受体连接分子，上述氧化剂为氧分子O2，可以通过上述电子供体·受体连接分子的自由基和氧分子的作用，将上述被氧化物氧化而制造上述氧化反应产物。
上述被氧化物没有特别限定，例如可以为有机化合物也可以为无机物质。例如，上述被氧化物可以为三苯基膦Ph3P，上述氧化反应产物可以为三苯基氧化膦Ph3P＝O。此外，例如上述被氧化物可以为烯烃，上述氧化反应产物可以包含环氧化物和二元醇中的至少一种。
上述被氧化物例如也可以为芳香族化合物(以下有时称为“原料芳香族化合物”)。本发明中，上述原料芳香族化合物没有特别限制。如果在上述原料芳香族化合物的芳香环上键合有供电子基团，则容易进行例如上述原料芳香族化合物的氧化反应(包括氧化的取代反应)，故而优选。上述供电子基团可以为1个或多个，优选为供电子性强的基团。更具体而言，上述原料芳香族化合物更优选在芳香环上共价键合选自-OR100、-NR200 2和Ar100中的至少一种取代基。上述R100是氢原子或任意的取代基，R100为多个的情况下，各R100可以相同也可以不同。上述R200是氢原子或任意的取代基，各R200可以相同也可以不同。上述Ar100是芳基，Ar100为多个的情况下，各Ar100可以相同也可以不同。
上述Ar100可以为衍生自苯环、萘环、蒽环、菲环、吡啶环、噻吩环、芘环等任意的芳香环的基团。上述芳香环可以在环上进一步具有1个或多个取代基，上述取代基在多个的情况下可以相同也可以不同。上述Ar100例如可举出苯基等。
此外，上述R100优选为选自氢原子、烷基、芳基和酰基中的至少一种。上述烷基优选为碳原子数1～6的直链或支链烷基，特别优选为甲基。上述酰基优选为碳原子数1～6的直链或支链酰基。上述芳基例如与上述Ar100相同，例如为苯基。
此外，上述R200优选为选自氢原子、烷基、芳基和酰基中的至少一种。上述烷基优选为碳原子数1～6的直链或支链烷基，特别优选为甲基。上述酰基优选为碳原子数1～6的直链或支链酰基。上述芳基例如与上述Ar100相同，例如为苯基。作为上述-NR200 2，二甲基氨基、二苯基氨基等被供电子性取代基取代的氨基的供电子性特别高，故而优选。
此外，上述原料芳香族化合物例如在芳香环上共价键合有烷基等取代基，可以通过上述氧化反应产物生成工序而将上述取代基氧化。例如，上述氧化剂包含氧原子，上述原料芳香族化合物包含共价键合于芳香环的亚甲基(-CH2-)，在上述氧化反应产物生成工序中，可以将上述亚甲基(-CH2-)氧化而转化为羰基(-CO-)。在该情况下，键合于上述亚甲基和羰基的原子或原子团没有特别限制，可举出氢原子、烷基、芳基等。上述烷基优选为碳原子数1～6的直链或支链烷基。上述烷基、芳基可以进一步被1个或多个取代基取代，上述取代基在多个的情况下可以相同也可以不同。例如，如果在上述亚甲基上键合有氢，则形成甲基(-CH3)，氧化后形成甲酰基(-CHO)。如果在上述亚甲基上键合有甲基，则形成乙基(-CH2CH3)，氧化后形成乙酰基(-COCH3)。如果在上述亚甲基上键合有苯基，则形成苄基(-CH2Ph)，氧化后形成苯甲酰基(-COPh)。此外，例如在芳香环上共价键合的上述取代基(被氧化前)为甲酰基(-CHO)，氧化后可以形成羧基(-COOH)。
本发明的氧化反应产物的制造方法中，上述被氧化物例如可以为烯烃，例如可以为芳香族烯烃，也可以为脂肪族烯烃。上述烯烃例如可以为下述化学式(A1)表示的烯烃。此外，上述烯烃的氧化反应产物没有特别限定，例如如下述方案A所示，可以包含环氧化物和二元醇中的至少一种。下述化学式(A1)、(A2)和(A3)中，R各自为氢原子或任意的取代基，各R可以彼此相同也可以不同。上述任意的取代基例如是烷基、不饱和脂肪族烃基、芳基、杂芳基、卤素、羟基(-OH)、巯基(-SH)或烷基硫基(-SR、R为烷基)，也可以进一步被取代基取代，也可以未被取代。上述烷基更优选为碳原子数1～6的直链或支链烷基。此外，作为被氧化物的上述烯烃可以为仅包含1个烯烃键(碳-碳双键)的烯烃，也可以为包含多个(2个以上)烯烃键的烯烃。
Figure BDA0002320168550000401
Figure BDA0002320168550000402
上述烯烃例如如前所述，可以为芳香族烯烃。即，例如上述化学式(A1)中，R的至少一个可以为芳香环(芳基或杂芳基)。此外，上述芳族烯烃，例如，如作为上述原料芳香族化合物进行说明所示，可以在芳香环上共价键合选自-OR100、-NR200 2、和Ar100中的至少一种取代基。
本发明的烯烃的氧化反应产物的制造方法中，上述烯烃可以为选自乙烯、丙烯、苯乙烯和丁二烯中的至少一种。此外，上述氧化反应产物例如如前所述，可以为环氧化物和二元醇中的至少一种。下述方案A1～A3中示出其示例。其中，下述方案A1～A3是例示，本发明中，乙烯、丙烯和苯乙烯的氧化反应不限定于此。
Figure BDA0002320168550000411
烯烃(例如，上述方案A的烯烃(A1))的氧化中，例如通过调整上述路易斯酸和布朗斯台德酸的至少一者、上述自由基产生源和上述氧化剂中的至少一种的浓度，能够分别制作生成的氧化反应产物。如果这些浓度例如相对于上述被氧化物为低浓度，则存在容易得到环氧化物的趋势，如果为高浓度，则容易存在得到二元醇的趋势，但不限定于此。此外，例如代替上述浓度，通过由上述自由基产生源产生的自由基物种的反应性的强度，也能够分别制作生成的氧化反应产物。例如，在反应性弱的自由基物种的情况下存在容易得到环氧化物的趋势，在反应性强的自由基物种的情况下存在容易得到二元醇的趋势，但不限定于此。应予说明，上述氧化反应产物的用途没有特别限定，例如在上述被氧化物(原料芳香族化合物)为苯乙烯的情况下，可以将苯乙烯氧化物用作粘接剂、将二元醇用作香料等。如此，上述环氧化物和上述二元醇各自在不同用途中存在需求，因此如果能够通过控制反应条件而分别制作，则能够将本发明进一步应用于广泛的用途。
[4.药剂]
如前所述，本发明的药剂的特征在于，包含自由基产生催化剂、和自由基产生源，上述自由基产生催化剂是上述本发明的自由基产生催化剂。本发明中的药剂中，其它构成和条件没有特别限制。应予说明，上述铵可以兼做具有上述路易斯酸性和布朗斯台德酸性中的至少一者的物质。
根据本发明，能够提供安全性高、且具有高杀菌效果的药剂。
此外，本发明的药剂例如能够用作农畜产用药剂。以下，有时将能够用作农畜产用药剂的本发明的药剂称为“本发明的农畜产用药剂”。
本发明的农畜产用药剂的安全性高，且杀菌效果高。因此，本发明的农畜产用药剂例如被广泛用于农畜产业中的杀菌、除臭等。此外，本发明的农畜产用药剂例如不易引起腐蚀，此外，即使在金属中使用也不易引起腐蚀。因此，本发明的农畜产用药剂例如能够对包括金属在内的对象物使用。
本发明的药剂例如可以是催化由选自亚卤酸、亚卤酸根离子和亚卤酸盐中的至少一种自由基产生源的自由基产生的自由基产生催化剂。
本发明的药剂中，例如上述本发明的自由基产生催化剂的路易斯酸度没有特别限定，如前所述，例如为0.4eV以上、0.5eV以上或0.6eV以上，例如为20eV以下。
本发明的药剂例如可以为液状，可以为固体状，也可以为半固体状。此外，本发明的药剂可以为酸性也可以为非酸性，可以为碱性也可以为非碱性，可以为中性也可以为非中性。
本发明的药剂例如可以是液状的药剂，其特征在于，
包含本发明的自由基产生催化剂和选自亚卤酸、亚卤酸根离子和亚卤酸盐中的至少一种；
上述本发明的自由基产生催化剂是催化由选自亚卤酸、亚卤酸根离子和亚卤酸盐中的至少一种自由基产生源的自由基产生的自由基产生催化剂，且上述自由基产生催化剂的路易斯酸度为0.4eV以上；
上述液状的药剂为非酸性的。
本发明的药剂中，上述自由基产生源例如根据用途，可以考虑自由基物种的反应性的强度等，适当选择。例如，可以根据目的，区分使用反应性强的次氯酸、和与次氯酸相比反应性略稳定且反应容易控制的亚氯酸。
本发明的药剂中，上述自由基产生源(例如含氧酸类等)的含有率没有特别限定，例如为0.01质量ppm以上、0.05质量ppm以上、0.1质量ppm以上、1500质量ppm以下、1000质量ppm以下或250质量ppm以下。上述自由基产生源(例如含氧酸类等)在药剂中优选混合0.01～1500质量ppm、更优选0.05～1000质量ppm、进一步优选0.1～250质量ppm。可认为浓度低的情形的安全性高，因此浓度优选为低。其中，如果过低，则有可能无法得到杀菌效果等。从杀菌效果等观点出发，上述自由基产生源的浓度没有特别限定，越高越好。
本发明的药剂中，上述自由基产生催化剂(例如铵、阳离子表面活性剂等)的含有率没有特别限定，例如为0.01质量ppm以上、0.05质量ppm以上、0.1质量ppm以上、1500质量ppm以下、1000质量ppm以下、500质量ppm以下或250质量ppm以下。上述自由基产生催化剂(例如铵、阳离子表面活性剂等)在药剂中优选混合0.01～1500质量ppm，更优选0.05～1000质量ppm，更优选0.05～500质量ppm，进一步优选0.1～250质量ppm。可认为浓度低的情形的安全性高，因此浓度优选为低。其中，如果过低，则有可能无法得到杀菌效果等。此外，从防止因胶束形成而无法得到杀菌效果等的观点出发，上述自由基产生催化剂的浓度优选为胶束临界浓度以下。
本发明的药剂中，上述自由基产生源和上述自由基产生催化剂在药剂中浓度比(自由基产生源/自由基产生催化剂)没有特别限定，可以适当设定。
此外，本发明的药剂还可以进一步包含其它物质。作为上述其它物质，例如可举出水、有机溶剂、pH调节剂、缓冲剂等，可以单独使用一种，也可以并用两种以上(以下皆同)。上述水没有特别限制，例如优选为精制水、离子交换水或纯水。
本发明的药剂优选包含水和有机溶剂中的至少一者。应予说明，本发明中，“溶剂”可以溶解上述本发明的自由基产生催化剂、自由基产生源等，但也可以不溶解本发明的自由基产生催化剂、自由基产生源等。例如，在上述混合工序后，上述本发明的自由基产生催化剂和自由基产生源可以各自为溶解在上述溶剂中的状态，也可以是在上述溶剂中分散或沉淀的状态。此外，本发明的药剂从安全性、成本等观点出发，优选使用水作为上述本发明的自由基产生催化剂和自由基产生源的溶剂。作为有机溶剂，例如可举出丙酮等酮，乙腈等腈溶剂，乙醇等醇溶剂等，这些溶剂可以单独使用，也可以并用两种以上。上述溶剂的种类例如可以根据溶质(例如上述本发明的自由基产生催化剂、上述自由基产生源等)的溶解性等而区分使用。
本发明的药剂的pH没有特别限定，例如可以为4.0以上、4.5以上、5.0以上、5.5以上、6.0以上、6.5以上、7.0以上或7.5以上。此外，本发明的药剂的pH例如可以为11.5以下、11.0以下、10.5以下、10.0以下、9.5以下、9.0以下、8.5以下、8.0以下或7.5以下。
本发明的药剂例如可以通过将上述自由基产生源、上述自由基产生催化剂、根据需要的上述水和有机溶剂中的至少一者混合而制造。例如，能够如后述的实施例记载那样得到本发明的药剂，但不限定于此。此外，在药剂中，如前所述，可以混合有除自由基产生源和自由基产生催化剂以外的其它物质。
本发明的农畜产用药剂例如优选包含上述水，但也可以不包含上述水。上述农畜产用药剂中的上述水的混合量(水比例)没有特别限制。上述水比例例如可以设为其它成分的余量。此外，上述农畜产用药剂进一步作为其它物质，例如可以包含上述pH调节剂、缓冲剂等，也可以不包含上述pH调节剂、缓冲剂等。
本发明的药剂的使用方法没有特别限定，例如能够与以往的杀菌剂等同样地使用。具体而言，例如本发明的药剂可以在对象物上喷雾，也可以涂布。具体而言，例如在空间除臭的情况下，可以喷雾使用。在口腔内的使用的情况下，可以制成水溶液以便于含嗽或清洗。在用于褥疮的消毒的情况下，可以涂布于患部。在癌症自毁伤口(自壞創)、毛癣菌等患部上，能够浸渗在脱脂棉或纱布等中，接触患部。在用于手指消毒时，能够制成水溶液以使其能够渗入(摺り込み)。医疗器具等可以喷雾涂布或浸渍在水溶液中清洗。在床周围、桌子周围、门把手等的杀菌/预防目的下，也可以涂布于它们。
(杀菌剂)
本发明的药剂例如可以用作杀菌剂。以往，用作杀菌剂的物质各种各样，但杀菌效果不充分。存在通过提高浓度而能够提高杀菌效果的物质，但安全性方面存在问题。包含本发明的药剂的杀菌剂即使浓度低也具有充分的杀菌效果，安全性高。
(手指消毒用杀菌剂)
本发明的药剂例如可以用作对手或手指等进行消毒的手指消毒用杀菌剂。包含本发明的药剂的手指消毒用杀菌剂即使浓度低也具有充分的杀菌效果，安全性高。
(除臭剂)
本发明的药剂例如可以用作除臭剂。一般而言作为杀菌剂使用的乙醇等杀菌剂不具有除臭效果。二氧化氯虽然具有除臭效果，但安全性极低。此外，其它销售的商品中，也存在记载具有杀菌和除臭效果的物质。例如，存在在衣类上直接喷雾药剂、或者在室内、厕所内或车内等喷雾药剂，从而产生杀菌和除臭效果的商品。这样的商品的杀菌成分通常使用季铵盐。然而，一般使用的季铵盐不并用自由基产生源(例如含氧酸等)，因此如果不设为高浓度，则大多无法得到充分的杀菌效果，使用后存在发粘等问题。此外，季铵盐没有除臭效果，因此另外混合除臭成分。作为除臭成分，通常使用环糊精，但环糊精不具有分解成为恶臭原因的成分的能力，仅掩蔽了成为恶臭原因的成分，无法去除恶臭本身。与此相对，包含本发明的药剂的除臭剂通过具有上述的作用机理，例如具有高杀菌效果，且例如可以分解成为恶臭来源的物质，具有高的除臭效果。
(金属用抗菌剂)
本发明的药剂例如可以用作金属用抗菌剂。包含本发明的药剂的抗菌剂的安全性高，因此例如可以喷雾或涂布在厨房里的金属制品上。此外，包含本发明的药剂的抗菌剂不易引起腐蚀，即使用于金属也不易腐蚀。
(口腔护理剂)
本发明的药剂例如可以用作口腔护理剂。包含本发明的药剂的口腔护理剂的安全性高，因此适合于口腔内的使用。
(痤疮治疗药)
本发明的药剂例如可以用作痤疮治疗药。包含本发明的药剂的痤疮治疗药的安全性高，因此能够在脸上涂布。
(褥疮用消毒剂)
本发明的药剂例如可以用作褥疮用消毒剂。包含本发明的药剂的褥疮用消毒剂的安全性高，因此能够在身体上涂布。
(真菌类用杀菌剂)
本发明的药剂例如可以用作对因毛癣菌等真菌类而引起的患部进行消毒的杀菌剂。
(水净化用杀菌剂)
本发明的药剂例如能够杀灭泳池的水或浴池水中产生的军团杆菌等菌。而且也不腐蚀金属，也不产生气体。因此，包含本发明的药剂的水净化用杀菌剂能够安全地使用。
进一步，本发明的药剂例如能够用于以下这样的用途。本发明的药剂如前所述，安全性高，且具有高的杀菌效果。此外，由此，本发明的药剂例如能够发挥除臭作用等。因此，本发明的药剂例如对于QOL(生活质量(Quality of Life))的提高等是有用的。
本发明的药剂如前所述，利用安全性高的优点，还能够用于人体。更具体而言，例如能够用于下述这样的用途。
(1)膀胱炎的预防、治疗、症状的减轻等
(2)念珠菌症的预防、治疗、症状的减轻等(包括口腔/阴道清洗)
(2)滴眼药·洗眼用(包括对麦粒肿等疾病的用途)
(3)耳·鼻清洗用(中耳炎、外耳炎、副鼻窦炎等)
(4)口腔清洗·PMTC(专业化牙齿清洁(Professional mechanical toothcleaning))。包括用于预防误咽性肺炎(誤嚥性肺炎)的口腔清洗和PMTC、用于提高老人或残疾人的QOL(生活质量(Quality of Life))的口腔清洗和PMTC。
(5)腹腔清洗(包括腹膜炎·腹膜播种等处置)
(6)洗肠
(7)皮肤系组织的消毒·清洗等
(8)手指消毒·清洗
(9)患部消毒·清洗·擦拭(包括创伤部)
(10)过敏性皮炎等皮炎的处置(患部消毒·清洗·擦拭等)
(11)瘭疽(甲周炎)毛囊炎、痈、疖疮等因细菌感染导致的患部的消毒·清洗
此外，本发明的药剂例如可以用于传染病预防、处理中的全面对策。具体而言，例如如下所示。
(1)上呼吸道传染病预防(包括流感、SARS、MERS)
(2)食物中毒预防(诺如病毒、沙门氏菌等)
(3)呕吐物处理
(4)乙肝·丙肝病毒灭活
(5)溃疡性大肠炎的预防、治疗、症状的减轻等
(6)霉菌·真菌对策(即还能够用于除菌/病毒以外的对策)
(7)口腔溃疡的预防、治疗、症状的减轻等(分子靶向药副作用等)
(8)手术的、术前术后的护理(包括癌症的手术等)
(9)癌症的患部的护理(包括口腔、乳腺(Mammo)、自毁伤口等)
此外，利用杀菌作用和安全性高的优点本发明的药剂杀菌例如可以用于以下用途。
(1)假牙清洗
(2)奶瓶杀菌
(3)桌子、门把手等不特定多数人接触的日常物品的杀菌(预防感染)、除臭等
(4)列车、飞机、公共汽车等公共交通机构的杀菌、除臭等
(5)学校、幼儿园、托儿所的环境全面杀菌(包括用于预防感染等的桌子、门、架子、开关类、积木等玩具类等的杀菌)
(6)医疗用机器的杀菌等(包括人工透析器的内部·管道清洗和杀菌)
(7)X射线·CT·心电图·等诊断机器的擦拭或清扫、清洗
(8)诊断·手术用器材杀菌(包括手术刀等的金属、树脂等)
此外，本发明的药剂利用蛋白质的分解作用，例如可以用于下述用途。
(1)隐形眼镜保存液
(2)眼镜清洗液
(3)超声清洗机
(4)擦拭剂
(5)玻璃擦拭清扫(包括前挡风玻璃)
此外，本发明的药剂利用除臭作用，例如可以用于下述这样的气味的除臭。
(1)口臭
(2)体臭
(3)粪臭
(4)化学物质、气体等导致的气味(包括化学工厂、食品工厂等工厂的所有气味)
(5)垃圾相关
(6)含有水分的垃圾、垃圾堆积站、垃圾收集车、回收中心、焚烧厂
(7)下水管相关
(8)管道、油捕集器等捕集设备
(9)香烟
(10)医疗相关(包括患者的QOL提高目的的用途。此外，包括自毁伤口导致的恶臭等的除臭)
(11)手术室
(12)病室
(13)鸡舍舍/猪舍/牛舍等的环境气味(粪臭、废水)
(14)食肉中心(屠宰场)
本发明的药剂例如可以在生物体外使用。本发明的药剂如前所述，安全性高，因此例如可以在生物体内使用。本发明的药剂例如在生物体内，上述自由基产生催化剂可以催化来自上述自由基产生源的自由基产生。上述生物体内例如可以为人体内，但也可以为除了人类以外的动物的体内。
本发明的药剂例如可以在消化器官内使用。本发明的药剂例如在消化器官内，上述自由基产生催化剂可以催化来自上述自由基产生源的自由基产生。上述消化器官例如可以是选自口腔部、咽喉部、食管、胃、十二指肠、小肠和大肠中的至少一种。上述消化器官例如可以是大肠。上述小肠例如可以是选自十二指肠、空肠和回肠中的至少一种。上述大肠例如可以是选自盲肠、结肠和直肠中的至少一种。本发明的药剂例如可以用于上述消化器官内的杀菌、肠内菌群的变化的诱导、溃疡性大肠炎的治疗或症状的抑制等。
本发明的药剂例如可以使用喷雾器、加湿器等喷施。在该情况下，例如除了对喷施对象物的杀菌效果等之外，还能够得到对喷雾器、加湿器等的杀菌作用、除臭作用。此外，本发明的药剂例如可以用作人类用途，但不限定于此，也可以用作除了人类以外的动物用途。具体而言，例如可以用于动物的除臭用途和禽流感/猪流感等传染病预防用途。此外，作为人类以外的动物用用途，例如可举出与作为上述人类用(包括人体用)用途而列举的用途相同的用途。进一步，作为人类以外的动物用用途，例如存在以下说明的作为农畜产用药剂的用途。
本发明的农畜产用药剂如前所述，安全性高，且具有高杀菌效果。因此，上述农畜产用药剂例如可以用作农业用药剂、畜产业用药剂等。上述农业用药剂例如可以用作农业用杀菌剂、农业用抗病毒剂、农业用除臭剂、农业用杀虫剂、农业用驱避剂、农业用土壤改良剂等。此外，上述畜产业用药剂例如可以用作畜产业用杀菌剂、畜产业用抗病毒剂、畜产业用除臭剂、畜产业用杀虫剂、畜产业用驱避剂、畜产业用土壤改良剂等。上述农畜产用药剂例如可以用于一种用途，也可以用于两种以上的用途。
上述农业例如可举出水稻种植、旱田种植等。上述旱田种植可以举出黄瓜、番茄、葱、白菜、大豆等蔬菜、马铃薯等薯、电照菊(デンショウギク)、铁线莲、木香花等花卉、草莓等水果、肥料等。上述畜产业例如可举出牛、猪、鸡等产业动物等。
在将本发明的农畜产用药剂用于上述水稻种植的情况下，上述农畜产用药剂例如可以用作杀菌剂、杀虫剂、驱避剂、土壤改良剂等。具体而言，例如通过在水稻种子浸种时使用上述农畜产用药剂，能够防止粘滑的产生，能够减少换水作业。此外，例如通过在浸种、催芽和播种时使用上述农畜产用药剂，能够防止稻瘟病、纹枯病、稻曲病、稻恶苗病等。例如通过在稻田中喷施上述农畜产用药剂喷施，能够防止水稻产生蝽象、害虫等。例如通过对稻田耖田时喷施上述农畜产用药剂，能够改良土壤。
将本发明的农畜产用药剂用于上述旱田种植的情况下，上述农畜产用药剂例如可以用作杀菌剂、抗病毒剂、土壤改良剂等。具体而言，例如通过将上述农畜产用药剂喷施于黄瓜、番茄或草莓的叶子上，能够防止白粉病、花叶病等。例如通过将上述农畜产用药剂喷施于番茄的叶子上，能够防止灰霉病、叶霉病等。例如通过将上述农畜产用药剂喷施于葱的叶子上，能够防止红锈病等。例如通过将上述农畜产用药剂喷施于白菜的叶子上，能够防止根瘤病等。例如通过将上述农畜产用药剂喷施于用拖拉机等耕耘后的马铃薯用旱田，并再次耕耘，能够防止连作障碍等。例如通过将种薯浸渍在上述农畜产用药剂中，能够对种薯进行消毒(杀菌)。例如通过在马铃薯发芽至收获期间将上述农畜产用药剂多次喷施于马铃薯的叶子上，能够防止疮痂病等。例如通过将上述农畜产用药剂喷施于电照菊、铁线莲、木香花上，能够防止白粉病等。
在将本发明的农畜产用药剂用于上述畜产业的情况下，上述农畜产用药剂例如可以用作杀菌剂、除臭剂等。具体而言，例如通过将上述农畜产用药剂用作牛的浸渍剂，能够防止乳腺炎等。例如通过将上述农畜产用药剂用于牛的蹄浴、在蹄病的患部上涂布，能够防止或治疗蹄病等。例如通过利用喷雾器等向牛喷雾上述农畜产用药剂，能够防止呼吸系统疾病、口蹄疫等。例如通过利用喷雾器等向牛、猪、鸡的畜舍等喷雾上述农畜产用药剂舍，能够除臭。例如通过将上述农畜产用药剂用于鸡蛋，能够进行消毒(杀菌)。
本发明的农畜产用药剂例如可以对上述对象物喷雾(喷雾)，也可以涂布，也可以喷施，也可以将上述对象物浸渍在上述农畜产用药剂中。具体而言，例如，在空间除臭的情况下，可以喷雾使用。对蹄病等患部，例如，可以浸渗在脱脂棉或纱布等中并施于患部。用于手指消毒时，例如可以制成水溶液以使其可以渗入。医疗器具等可以喷雾涂布或浸渍在水溶液中而清洗。在用于上述畜舍中使用的汽车、农机具、叉车等机械的情况下，例如，对上述机械喷雾上述农畜产用药剂，或利用上述农畜产用药剂清洗上述机械。在用作对上述产业动物的除臭对策的情况下，例如可以通过利用喷雾器等喷雾、利用喷施器等喷施而使用。此外，例如可以通过涂布于鸡蛋而杀菌。
＜农畜产用杀菌剂＞
本发明的农畜产用杀菌剂的特征在于，包含上述本发明的农畜产用药剂。上述本发明的农畜产用药剂例如可以用作杀菌剂。以往，用作杀菌剂的物质各种各样，但杀菌效果不充分。也存在通过提高浓度而能够提高杀菌效果的物质，但安全性方面存在问题。包含本发明涉及的农畜产用药剂的农畜产用杀菌剂，例如，即使浓度低也具有充分的杀菌效果，安全性高。
＜农畜产用手指消毒用杀菌剂＞
本发明的农畜产用手指消毒用杀菌剂的特征在于，包含上述本发明的农畜产用药剂。上述本发明涉及的农畜产用药剂，例如，能够用作用于对手或手指等进行消毒的农畜产用手指消毒用杀菌剂。包含本发明涉及的农畜产用药剂的农畜产用手指消毒用杀菌剂，例如，即使浓度低也具有充分的杀菌效果，安全性高。
＜农畜产用除臭剂＞
本发明的农畜产用除臭剂的特征在于，包含上述本发明的农畜产物用药剂。上述本发明涉及的农畜产用药剂例如可以用作农畜产用除臭剂。作为常规的杀菌成分，通常使用季铵盐。季铵盐如果不设为浓度，则大多无法得到充分的杀菌效果，安全性方面存在问题。此外，季铵盐没有除臭效果，因此另外混合除臭成分。作为除臭成分，通常使用环糊精，但环糊精不具有分解成为恶臭原因的成分的能力，仅掩蔽了成为恶臭原因的成分，无法除去恶臭本身。包含本发明涉及的农畜产用药剂的农畜产用除臭剂，例如，具有高杀菌效果，且能够除去成为恶臭来源的物质，具有高除臭效果。
＜针对真菌类的农畜产用杀菌剂＞
本发明的针对真菌类的农畜产用杀菌剂的特征在于，包含上述本发明的农畜产用药剂。本发明涉及的针对真菌类的农畜产用杀菌剂例如可以用作对毛癣菌等真菌类引起的患部进行消毒的杀菌剂。
＜农畜产用水净化剂＞
本发明的农畜产用水净化剂的特征在于，包含上述本发明的农畜产用药剂。上述本发明涉及的农畜产用水净化剂例如可以对在上述农畜产使用的水中产生的军团菌等菌进行杀菌。此外，本发明的农畜产用药剂也不腐蚀金属，也不产生气体。因此，包含本发明的农畜产用药剂的农畜产用水净化剂可以安全地使用。本发明的农畜产用水净化剂例如可以用于水中所包含的菌的杀菌或水质的改善。因此，本发明的农畜产用水净化剂，例如，也可以称为农畜产用水的杀菌剂或农畜产用水的水质改善剂。
＜农畜产用药剂的使用方法＞
本发明的农畜产用药剂的使用方法的特征在于，包括使对象物与上述本发明的农畜产用药剂接触的工序。根据本发明涉及的农畜产用药剂的使用方法，例如能够对上述对象物进行杀菌、除臭等。
实施例
以下，对本发明的实施例进行说明。其中，本发明不限定于以下实施例。
[参考例1]
本参考例中确认了通过三氟甲磺酸钪和亚氯酸钠，能够进行苯乙烯的高效率的二羟基化。具体而言，在常温常压下，通过基于三氟甲磺酸钪和亚氯酸根(ClO2 -)的苯乙烯的二羟基化，能够高效率地制造1-苯基乙烷-1,2-二醇。确认了三氟甲磺酸钪到作为强路易斯酸发挥作用，由亚氯酸根离子(ClO2 -)生成二氧化氯自由基(ClO2 ·)，同时提高二氧化氯自由基(ClO2 ·)的反应性。
在精细化学或特种化学中，烯烃向1,2-二醇的氧化是用于制造树脂、医药品、染料、杀虫剂、香料组合物等各种各样化学物质的前体的重要的工业工艺。目前已报告多种用于将烯烃氧化而转化为对应的环氧化物和醇的方法，其中使用无机金属氧代络合物和重原子的金属氧化物。高原子价的OsVIIIO4是用于将烯烃转化为1,2-二醇的氧化的有效且具有选择性的试剂(参考文献等1～8)。但是，锇化合物的毒性及升华性和其废弃物成为深刻问题的原因。亚氯酸钠(NaClO2)是非毒性且廉价的氧化试剂，其可以作为二氧化氯自由基(ClO2 ·)的前体而使用(参考文献等9～12[与非专利文献1～4相同])。已知ClO2 ·是具有反应性的且稳定的自由基。但是，ClO2 ·在室温下是黄色的爆炸性气体。在实验中ClO2 ·可以通过NaClO2的利用Cl2的氧化以及氯酸钾(KClO3)与草酸的反应而制备(参考文献等13)。这些方法的Cl2的毒性和ClO3 -的爆炸性等有可能成为问题。尝试了作为ClO2 ·的前体而使用NaClO2的烯烃的环氧化。然而，ClO2 ·的氧化能力在不存在酸的情况下不足以将烯烃氧化为二醇，因此无法得到1,2-二醇产物(参考文献等14～17)。ClO2 ·的Cl＝O双键的活化是用于在1个步骤中选择性地将烯烃进行二羟基化的关键。
本参考例中，报告通过将三氟甲磺酸钪[Sc(OTf)3]作为路易斯酸(参考文献等18)对ClO2 ·进行活化，在常温常压下高效率地合成苯乙烯的二羟基化物的方法。二羟基化机理基于利用EPR和UV-Vis吸收分光法的自由基中间体的检测而阐明。
在室温(25℃)，水性的MeCN溶液(MeCN/H2O 1:1v/v)中利用NaClO2(20mM)的苯乙烯(2.0mM)的反应中，不引起苯乙烯的二羟基化(参照图6)。应予说明，图6表示使用1HNMR光谱测定用溶剂CD3CN/D2O(1:1 v/v)作为MeCN/H2O进行上述反应，利用1HNMR追踪反应的结果，反应开始后0.3小时后和17小时后的1HNMR光谱。在温度增加至333K的情况下，未引起二羟基化产物的形成，引起环氧化(图7)(参考文献等14、19)。应予说明，图7表示包含苯乙烯(66mM)和NaClO2(200mM)的CD3CN/D2O(4:1 v/v)混合后在60℃(333K)0小时和25小时后的1HNMR光谱。*标记是源自苯乙烯氧化物的峰。相比之下，在添加作为布朗斯台德酸的CF3COOH(30mM)作为添加剂的情况下，混合17小时后完全不形成环氧化物，取而代之，各自以15％和69％的收率而生产1-苯基乙-1,2二醇(1)和2-氯-1-苯基乙醇(2)[反应式(1)]。利用1HNMR光谱对这些化合物进行测定(图8)(参考文献等20)。应予说明，图8表示包含苯乙烯(2.0mM)、NaClO2(20mM)和Sc(OTf)3(30mM)的CD3CN/D2O(1:1v/v)混合后，在25℃0.6小时后和17小时后的1HNMR光谱。*标记和
Figure BDA0002320168550000562
标记各自是源自1-苯基乙烷-1,2-二醇和2-氯-1-苯基乙醇的峰。在使用强的路易斯酸即Sc(OTf)3(30mM)代替CF3COOH的情况下，二醇(1)的收率显著增加至51％[参照下述反应式(1)的表](图19)(参考文献等21)。应予说明，图9表示包含苯乙烯(2.0mM)、NaClO2(20mM)和CF3COOD(30mM)的CD3CN/D2O(1:1 v/v)混合后，0.5小时后和17小时后的1HNMR光谱。*标记和标记各自是源自1-苯基乙烷-1,2-二醇和2-氯-1-苯基乙醇的峰。
Figure BDA0002320168550000561
为了明确反应机理和反应性中间体的检测而采用UV-Vis吸收分光法用于。如图1所示，NaClO2在水溶液中在260nm处显示吸收带。该吸收带如果添加Sc(OTf)3(10mM)则消失，与此相伴，新的吸收带在358nm处增大，该吸收带基于ClO2 ·鉴定(归属)(参考文献等22、23)。在CF3COOH存在下，也可观察到同样的吸收光谱的变化(参考文献等24)。将358nm处的吸收带的出现的经时变化示于图1。图1是在298K的水溶液中与Sc(OTf)3(10mM)混合后，在0、4和16小时采取的NaClO2(5.0mM)的紫外线+可见光吸收光谱。该图中，横轴为波长(nm)，纵轴为吸光度。此外，图2(a)是与图1相同的反应(298K的水溶液(0.20M乙酸缓冲液pH2.9)中的Sc(OTf)3(10mM)和NaClO2(5.0mM)进行反应，形成Sc3+(ClO2 ·))的358nm处的UV-Vis吸收的时间分布。该图中，横轴是时间(秒)，纵轴是358nm下的吸光度。图2(b)是图2(a)的测定结果的二次绘图。时间分布(图2(a))与二次绘图(图2(b))良好一致。如此，使用Sc(OTf)3的ClO2 ·的生成中，双分子的ClO2 -与限速阶段相关(参照下述)。由直线的斜率确定二分子的速度常数为0.16M-1s-1。
在不存在基质的情况下，也没有观察到358nm处的吸光度的任何衰减，其中，358nm处的吸光度基于在298K下的MeCN中使用Sc(OTf)3由NaClO2生成的ClO2 ·。图3(a)为在298K的MeCN/H2O(1:1v/v)溶液中在苯乙烯(30～90mM)存在下，Sc3+(ClO2 ·)的消耗的358nm处的UV-Vis吸收的时间分布。该图中，横轴是时间(秒)，纵轴是ClO2 ·浓度。(b)是准一级速度常数对苯乙烯浓度的绘图。在过剩量的苯乙烯的存在下，衰减率按照拟一级(图3(a))。关于二羟基增加而观察到的准一级速度常数(kobs)随着苯乙烯浓度增加而直线增加(图3(b))。ClO2 ·和苯乙烯的消耗的二分子速度常数确定为1.9×10-2M-1s-1(参考文献等25)。为了明确自由基结构，实施EPR(electronic paramagnetic resonance电子顺磁共振)测定。通过将包含NaClO2的MeCN溶液在353K回流1小时，从而制作纯ClO2 ·。冷却至298K后测定EPR光谱，其结果，在g＝2.0151(±0.0002)处，确认到源自Cl原子核的不成对电子的4根超微细线同时确认到特征性的各向同性的信号，(35Cl和37Cl中I＝3/2，各自具有0.821和0.683的相同磁矩(图4(a))(参考文献等26)。G值通过添加CF3COOH(g＝2.0106)和Sc(OTf)3(g＝2.0103)而显著变化(图4(b)和4(c))。ClO2 ·的超微细偶合常数在(a(Cl)＝16.26G)CF3COOH(15.78G)和Sc(OTf)3(15.56G)的存在下降低(参考文献等27)。这说明：质子和Sc3+与ClO2 ·键合，从而形成H+ClO2 ·和Sc3+ClO2 ·作为用于强地将苯乙烯进行二羟基化的反应中间体(参考文献等28)。
如图5所示，进行ClO2 ·、H+ClO2 ·和Sc3+ClO2 ·的密度泛函理论(DFT)计算，预测用于二羟基化的反应机理。结构最优化在理论计算的DFT CAM-B3LYP/6-311+G(d,p)水平进行。图5是基于CAM-B3LYP/6-311+G(d,p)水平的理论计算得到的DFT最优化结构的键长
Figure BDA0002320168550000571
(a)是ClO2 ·，(b)是H+ClO2 ·、(c)是Sc3+ClO2 ·。ClO2 ·的Cl-O双键的键长被计算为(图5(a))。H+ClO2 ·中，Cl-O双键的键长被计算为
Figure BDA0002320168550000573
(图5(b))。图5(c)表示与ClO2 ·相比，Sc3 +ClO2 ·的键合强度也显著变弱(Cl-O:)。Cl-O键的切断有可能对于在基质的存在下生成作为强力氧化剂的ClO·是有利的。应予说明，图10是表示(a)H+ClO2 ·和(b)Sc3+ClO2 ·的基于CAM-B3LYP/6-311+G(d,p)水平的理论计算的自旋分布的图。
基于上述结果，将利用ClO2 ·的苯乙烯的二羟基化机理示于反应式(2)～(5)和方案1。NaClO2的歧化反应在H+或Sc3+的存在下发生，形成ClO-和ClO3 -[反应式(2)](参考文献等29)。ClO-容易与ClO2 -和质子反应，生成Cl2O2[反应式(3)]。接着，Cl2O2被ClO2 -还原，生成作为反应物种的ClO2 ·[反应式(4)]。整体的化学计量比在反应式(5)中给出。ClO2 ·通过与H+和Sc3+等酸键合而被活化。在H+的情况下，如果基于DFT计算(上述参照)，则不产生Cl-O键的切断。利用H+的苯乙烯的氧化通过对苯乙烯双键加成ClO2 ·而进行。与此相对，如方案1所示，通过Sc3+ClO2 ·络合物的均裂Sc3+Cl-O键切断而生成ClO·和Sc3+O·，并对对苯乙烯双键进行加成，从而发生利用Sc3+的苯乙烯的二羟基化。接着，钪络合物被水解，从而得到最终产物二元醇和Sc3+ClO·(方案1)。Sc3+ClO·在基于大量过剩的ClO2 -的氧化中能够形成Sc3+ClO2 ·而进行再利用。ClO-也如反应式(2)所示，可以通过ClO2 -而再生。对苯乙烯的β碳进行加成通过Sc3+ClO2 ·的Cl-O键的切断而形成的ClO·提供两种异构体。在生成β碳-ClO的成键的情况下，如方案1所示，作为最终次要产物，得到氯化合物。
Figure BDA0002320168550000581
ClO-+ClO2 -+2H+→Cl2O2+H2O (3)
Cl2O2+ClO2 -→2ClO2 ·+Cl- (4)
4ClO2 -+2H+→2ClO2 ·+GlO3 -+Gl-+H2O (5)
Figure BDA0002320168550000591
如以上所示，根据本参考例，可确认ClO2 ·作为Sc3+的存在下的路易斯酸，是一种用于苯乙烯的有效二羟基化试剂。根据本发明，能够提供不存在重金属等有害废弃物的烯烃的独特二羟基化路线。
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19 在MeCN/H2O(4:1 v/v)混合溶液中，在333K研究了苯乙烯(66mM)的利用NaClO2(200mM)的环氧化(参考文献等14)。苯乙烯氧化物的收率为44％，苯乙烯的转化率为61％。
20 E.V.Bakhmutova-Albert,D.W.Margerum,J.G.Auer and B.M.Applegate,Inorg.Chem.,2008,47,2205-2211.
21 利用1H NMR确认的结果是，在利用CF3COOH或Sc(OTf)3的反应中，没有观察到作为中间体的苯乙烯环氧化物。
22 C.Rav-Acha,E.Choushen(Goldstein)and S.Sarel,Helv.Chim.Acta,1986,69,1728-1733.
23 ClO2 ·水溶液中，由乙酸酐和NaClO2生成(参考文献等22)。ClO2 ·存在为质子化形态(H+ClO2 ·)的可能性。
24 W.Masschelein,Ind.Eng.Chem.Prod.Res.Devel.,1967,6,137-142.
25 该数值与利用ClO2 ·的苯乙烯向环氧化物的转化(1.17×10-2M-1s-1)(参考文献等10)相比略大。
26 (a)T.Ozawa and T.Kwan,Chem.Pharm.Bull.,1983,31,2864-2867；(b)T.Ozawa,T.Trends Org.Chem.,1991,2,51-58.
27 将Sc3+ClO2 ·和H+ClO2 ·的自旋分布的计算值示于图5。据此，Sc和H核未示出自旋密度。其意味着EPR光谱不显示源自Sc(I＝7/2)或H(I＝1/2)的超精细分裂。
28 关于Sc3+与金属氧代络合物的氧代基的键合，参照下述内容：
(a)J.Chen,X.Wu,K.M.Davis,Y.-M.Lee,M.S.Seo,K.-B.Cho,H.Yoon,Y.J.Park,S.Fukuzumi,Y.N.Pushkar and W.Nam,J.Am.Chem.Soc.,2013,135,6388-6391；(b)H.Yoon,Y.-M.Lee,X.Wu,K.-B.Cho,Y.N.Pushkar,W.Nam and S.Fukuzumi,J.Am.Chem.Soc.,2013,135,9186-9194；(c)S.Fukuzumi,K.Ohkubo,Y.-M.Lee and W.Nam,Chem.-Eur.J.,2015,21,17548-17559.
29 关于利用Sc3+的中性自由基的歧化，请参照I.Nakanishi,T.Kawashima,K.Ohkubo,T.Waki,Y.Uto,T.Kamada,T.Ozawa,K.Matsumoto and S.Fukuzumi,S.Chem.Commun.,2014,50,814-816.。
[实施例1]
本实施例中，进行利用苄索氯铵的氧还原反应的活化。路易斯酸在各种各样的有机合成反应中进行了广泛的研究开发。其大多致力于将金属离子或金属络合物用作路易斯酸点，与其周围的配体设计相伴的研究上。本实施例中，作为具有强力路易斯酸性的铵衍生物，使用苄索氯铵，确认了其在使用亚氯酸钠的芳族系有机化合物的氧化反应中是广泛有用的。
在乙腈中，在四苯基卟啉钴(II)络合物Co(II)TPP(TPP＝5,10,15,20-四苯基卟啉)(Eox＝0.35V vs SCE)与分子氧(Ered＝-0.86V vs SCE)之间，完全不进行电子转移。但是，如果在其氧饱和溶液([CoTPP]＝9.0×10-6M、[O2]＝13mM)中添加苄索氯铵(Bzn+)([Bzn+Cl-]＝30mM)，则观测到伴随411nm的源自Co(II)TPP的吸收带的衰减等，在具有吸收点且433nm处的Co(III)TPP+特征性的吸收带增大(图11(a))。应予说明，图11(a)是表示上述溶液的紫外线+可见光吸收光谱的经时变化的图表，横轴是波长(nm)，纵轴是吸光度。可以认为：其进行从Co(II)TPP向分子氧的电子转移反应，生成Co(III)TPP+。411nm的吸收带的衰减的经时变化与433nm的吸收带的增大的经时变化的时间常数几乎一致，根据准一级曲线拟合，确定速度常数为9.3×10-5s-1(图2(b))。图11(b)的图表中，横轴是时间，纵轴是吸光度。该速度常数与氧浓度和Bzn+浓度显示线性依赖性，根据其绘图的斜率，确定催化剂移动速度常数(kcat)为0.24M-2s-1。根据迄今的研究(Ohkubo,K.；Fukuzumi,S.Chem.Eur.J.,2000,6,4532)可知，由Co(II)TPP向分子氧的电子转移反应在金属离子等路易斯酸存在下高效率地进行，可以认为在本研究中使用的Bzn+的情况下也同样进行路易斯酸催化反应。本实施例中得到的Bzn+的催化速度常数(0.24M-2s-1)显示稍低于高氯酸锂(0.36)，且高于高氯酸锶(0.10M-2s-1)和高氯酸钡(0.051M-2s-1)的值。根据以上的结果可以认为Bzn+具有较强的路易斯酸度。通过该催化速度常数和文献记载的方法，确定作为路易斯酸度的指标的ΔE值为0.53eV。实际上，目前，已经报告了铵盐作为路易斯酸而发挥功能的报告例，例如显示出大于六氟磷酸铵(NH4PF6)的值(0.32eV)(参考文献等33)，由此确认本铵盐在铵中显示强路易斯酸度。应予说明，图21的图表中，表示苄索氯铵[Bzn+Cl-]和各种金属络合物的路易斯酸度。该图中，横轴是上述ΔE值(eV)，纵轴是速度常数的对数(log(kcat,M-2s-1))。
由密度泛函计算(B3LYP/6-31G(d)水平)将Bzn+的结构最优化。将其结构示于图12。如该图所示，Mulliken电荷和LUMO轨道在铵氮附近定位，因此可预测Bzn+显示路易斯酸度。
[参考例2]
本实施例中，对基于路易斯酸的NaClO2的歧化反应的加速效果进行确认。
如参考例1中已确认的那样，亚氯酸钠(NaClO2)在中性水溶液/乙腈混合溶液中，非常稳定，因此完全观测不到分解。如果向其20mM溶液中添加Sc(OTf)3(40mM)，则伴随NaClO2的吸收带的衰减，立刻在358nm处观察到ClO2自由基(ClO2 ·)的特征性的吸收带的增大(图13)。该图中，横轴为波长(nm)，纵轴为吸光度。该吸收带的增大如参考例1(图1)中已确认的那样，如果减小Sc(OTf)3的浓度，则能够作为经时变化而观测到。对路易斯酸度低于钪离子的镁离子和锂离子等，也进行相同的研究，各自确定反应速度常数。目前为止已知路易斯酸催化各种各样的歧化反应，可以认为，在本反应中也通过相同的机理，按照参考例1的反应式(2)，将ClO2 -歧化为ClO-和ClO3 -。然后，可以认为所生成的ClO-在酸存在下与大量过剩存在的ClO2 -反应，提供Cl2O2(参考例1的反应式(3))。然后，可以认为Cl2O2进一步与ClO2 -反应而提供作为活性自由基物种的ClO2自由基(参考例1的反应式(4))。
[实施例2]
本实施例中，对使用苄索氯铵促进ClO2自由基产生和氧化反应进行确认。
首先，可以认为ClO2自由基显示强氧化反应活性，因此向脱氧乙腈/水(1：1 v/v)混合溶液中，添加10-甲基-9,10-二氢吖啶(AcrH2)(1.4mM)和亚氯酸钠(NaClO2)(2.8mM)。在该情况下，AcrH2的氧化反应几乎不进行(图14)。图14(a)～(c)的图表表示上述反应的经时变化。图14(a)中，横轴是波长(nm)，纵轴是吸光度。图14(b)是表示波长358nm的吸光度的经时变化的图表，横轴是时间(秒)，纵轴是吸光度。图14(c)是表示波长387nm的吸光度的经时变化的图表，横轴是时间(秒)，纵轴是吸光度。
接着，与图14相同制备混合溶液，如果进一步添加Bzn+(0.56mM)，则进行由AcrH2向10-甲基吖啶酮的氧化反应(图15)。图15(a)和(b)的图表表示上述反应的经时变化。图15(a)中，横轴是波长(nm)，纵轴是吸光度。图15(b)是表示波长387nm的吸光度的经时变化的图表，横轴是时间(秒)，纵轴是吸光度。如图15(a)和(b)所示，观察到源自10-甲基吖啶酮(λmax＝382nm)的吸收增大的经时变化，因此确认到进行由AcrH2向10-甲基吖啶酮的氧化(氧化)反应。
此外，即使与图15相同向混合溶液中进一步添加三氟甲磺酸钪(Sc(OTf)3,3.0mM)，也进行由AcrH2向10-甲基吖啶酮的氧化反应(图16)。图16(a)和(b)的图表表示上述反应的经时变化。图16(a)中，横轴是波长(nm)，纵轴是吸光度。图16(b)是表示波长430nm的吸光度的经时变化的图表，横轴是时间(秒)，纵轴是吸光度。如图16(a)和(b)所示，观察到源自10-甲基吖啶酮的吸收增大的经时变化，因此可确认进行由AcrH2向10-甲基吖啶酮的氧化(氧化)反应。可以认为该氧化反应通过图17所示的链式反应机理而进行。即，在此可以认为，通过ClO2 ·从10-甲基吖啶酮上脱去氢，同时添加氧，由此得到吖啶酮。另一方面，可以认为添加氧后的产物即ClO·与ClO2 -发生电子转移反应，提供ClO-和ClO2 ·从而再生。
[参考例3]
本参考例中确认了将使用路易斯酸的利用NaClO2的基质的氧化反应用于由三苯基膦向三苯基氧化膦的氧化反应是有用的。更具体而言，确认了在作为路易斯酸的三氟甲磺酸钪Sc(OTf)3存在下和不存在下进行利用NaClO2由三苯基膦向三苯基氧化膦的氧化反应，路易斯酸促进反应。
首先，通过下述条件，在Sc(OTf)3的存在下或不存在下，在常温常压(无光照射)进行反应，通过紫外可见光吸收光谱追踪反应。图22(a)的紫外可见光吸收光谱显示通过经时变化将三苯基膦转化为三苯基氧化膦的情况。该图中，横轴为波长(nm)，纵轴为吸光度。此外，图22(b)的图表表示Sc(OTf)3(Sc3+)的存在下和不存在下的三苯基膦(Ph3P)浓度的经时变化。横轴是时间(秒)，纵轴是三苯基膦(Ph3P)浓度(mM)。如图示那样，由该曲线算出的反应速度常数k在不存在Sc3+的情况下为9.8×10-4S-1，与此相对，在Sc3+的存在下增大为1.7×10-3S-1，因此可确认Sc3+(路易斯酸)促进了反应。
[Ph3P]＝0.4mM
[NaClO2]＝0.4mM
Sc(OTf)3＝0或10mM
0.12M乙酸缓冲液pH5.3
MeCN/H2O(4:6)
此外，脱氧乙腈MeCN/H2O(0.9ml/0.1ml)中，即使将三苯基膦和NaClO2(4.0mM)混合，反应也完全不进行。如果向其中添加三氟甲磺酸钪Sc(OTf)3(30mM)，则高效率地提供氧化产物。上述反应使三苯基膦的初始浓度变化为1.0mM、2.0mM、4.0mM和8.0mM，各自在25℃进行15分钟。反应的追踪通过紫外可见光吸收光谱的光谱变化而进行(图18(a))。图18(a)中，横轴是波长(nm)，纵轴是吸光度。可以认为：其是通过钪离子Sc3+而产生作为活性自由基物种的ClO2自由基，将Ph3P氧化为Ph3P＝O。计量比如下述反应式(6)所示，可确认反应几乎定量地进行(图18(b))。图18(b)中，横轴是Ph3P的初始浓度，纵轴是所生成的Ph3P＝O的浓度。
2Ph3P+NaClO2-->2Ph3P＝O+NaCl (6)
[参考例4]
本参考例中，在乙腈中，在9-
Figure BDA0002320168550000651
基-10-甲基吖啶
Figure BDA0002320168550000652
(Acr+-Mes)的高氯酸盐(Acr+-MesClO4 -)和氧气的存在下，进行原料芳香族化合物(苯甲醛)的氧化反应，得到氧化反应产物(苯甲酸)(图20)。反应在Bzn+Cl-的存在下和不存在下进行。
作为反应溶剂，使用用氧气饱和的CD3CN 0.6mL，如图20所示，添加Acr+-Mes ClO4 -1mM、苯甲醛(PhCHO)5mM、Bzn+Cl- 0或1mM，用氙灯照射波长390nm的光或不照射。利用1HNMR追踪反应。将其结果示于图20中的表。表中，“×”表示未添加试剂或未照射光(light)。“○”表示照射光(light)。“conversion”是原料芳香族化合物(苯甲醛)的转化率，“yield”是苯甲酸的收率。“time”是反应时间。如图20所示，在不添加Bzn+Cl-的情况下，苯甲酸的收率为痕量(trace)。在添加Bzn+Cl-的情况下，苯甲酸的收率为60％，苯甲醛的转化率为63％。根据该结果，可以认为表示出Acr+-Mes在路易斯酸(Bzn+Cl-)不存在的情况下反应性低，但在路易斯酸(Bzn+Cl-)存在下促进来自Acr+-Mes的自由基产生，形成强力的反应剂。
[参考例5]
本参考例中，通过上述“路易斯酸度的测定方法”中说明的测定方法，使用各种铵作为自由基产生催化剂，使用氧分子作为自由基产生源(兼做氧化剂)，制造四苯基卟啉钴的氧化反应产物。即，对包含下述化学反应式(1a)中的四苯基卟啉钴、饱和O2和路易斯酸度的测定对象物(例如金属等阳离子，下述化学反应式(1a)中由Mn+表示)的乙腈(MeCN)，在室温进行紫外可见光吸收光谱变化的测定，确认了得到作为氧化反应产物的CoTPP+。
Figure BDA0002320168550000661
上述氧化反应使用下述表中示出的各铵作为自由基产生催化剂而进行。下述表中，“kcat,M-2s-1”表示的数值是成为各铵的路易斯酸度的指标的、路易斯酸存在下的CoTPP与氧气的反应速度常数。“LUMO,eV”表示的数值是LUMO的能级。此外，“benzetoniumchloride”表示苄索氯铵，“benzalkonium chloride”表示苯扎氯铵，“tetramethylammonium hexafluorophosphate”表示六氟磷酸四甲基铵盐，“tetrabutylammonium hexafluorophosphate”表示六氟磷酸四丁基铵盐，“ammoniumhexafluorophosphate”表示六氟磷酸铵盐。
【表tpp】
Figure BDA0002320168550000671
[药剂的实施例]
接着，对本发明中的药剂的具体实施例进行说明。其中，本发明中的药剂不限定于以下实施例。
实施例3：
将亚氯酸钠5g溶解于精制水中，制成100mL，得到4万ppm的亚氯酸钠水溶液(A液)。将苄索氯铵0.1g溶解于精制水100mL中，制作1000ppm水溶液100mL(B液)。准备0.1M磷酸·NaOH缓冲液(pH＝9.5)。向pH7的精制水600mL中加入稀释为10倍的A液20mL和缓冲液80mL后，加入B液80mL，加入精制水制成800mL，得到实施例3涉及的药剂。该药剂是包含NaClO2和苄索氯铵的水溶液。测定如此制造的实施例3涉及的药剂的pH，其结果为7.5。
此外，将NaClO2浓度设为100mM、苄索氯铵浓度设为1.0mM，除此之外与实施例3涉及的药剂同样进行制造药剂。将该药剂封入ESR管，通过电子自旋光谱分光度计(日本电子公司制JES-ME-LX X-band[商品名])，在-196℃测定ESR(Electron Spin Resonance，电子自旋共振)光谱，确认了二氧化氯自由基的产生。应予说明，ESR和EPR(electronicparamagnetic resonance，电子顺磁共振)为相同含义。将测定的ESR光谱图示于图23。如图示所示，由于出现表示自由基存在的峰，因此可确认作为铵的苄索氯铵(苄索氯铵)对亚氯酸钠(NaClO2)发挥作为自由基产生催化剂的作用，生成二氧化氯自由基。
实施例4：
将亚氯酸钠5g溶解于精制水中，制成100mL，得到4万ppm亚氯酸钠水溶液。将苄索氯铵0.1g溶解于精制水100mL中，制作1000ppm水溶液。将4万ppm亚氯酸钠水溶液稀释为40倍，得到1000ppm水溶液。各自取10mL亚氯酸钠水溶液和苄索氯铵水溶液，与精制水80mL混合，制成100ppm水溶液，得到实施例4涉及的药剂(包含NaClO2和苄索氯铵的水溶液)。对如此进行得到的实施例4的药剂，测定pH，其结果为7.5。此外，对实施例4的药剂，与实施例3的药剂同样进行，测定ESR光谱，其结果相同，即，苄索氯铵(苄索氯铵)对亚氯酸钠(NaClO2)发挥作为自由基产生催化剂的作用，生成二氧化氯自由基。
比较例1：包含次氯酸钠和水的杀菌剂(市售品)。
比较例2：包含次氯酸钠的杀菌除臭剂(市售品)。
比较例3：包含次氯酸和水的杀菌除臭剂(市售品)。
比较例4：包含次氯酸钠和水的杀菌除臭剂(市售品)。
比较例5：包含次氯酸钠和水的杀菌除臭剂(市售品)。
比较例6：亚氯酸钠标准液1000ppm(试验品)。
比较例7：将亚氯酸钠(和光纯药公司制)5g溶解于精制水100mL，制备4万ppm水溶液。进一步利用精制水稀释，制成100ppm水溶液，得到比较例7涉及的试验品。
比较例8：苄索氯铵水溶液(试验品)。
(实验例1)
实验例1中，首先准备下述菌液。
使用菌种：
金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)
大肠杆菌(Escherichia coli MV1184)
菌液：
利用铂环采取(釣菌)在B HI琼脂培养基中制作的菌，放入BHI液体培养基并振荡。利用BHI液体培养基将在BHI液体培养基中增殖一昼夜的菌液50μL稀释190倍，并混合、搅拌，制成菌液。
使用上述菌液，按照以下方式研究效果(杀菌作用)。
利用UV杀菌灯将微孔板(带盖)杀菌杀菌10分钟杀菌。接着，利用微量移液管在各孔中依次注入BHI液体培养基、上述菌液和实施例3涉及的药剂。在37℃培养24小时后，用酶标仪确认，求出MIC(最小抑菌浓度)。应予说明，对照中，仅对液体培养基进行确认。此外，从MIC附近的孔取出培养液10μL，接种于培养皿中，在37℃培养24小时，求出MBC(最小杀菌浓度)。将结果示于表1。
使用比较例1涉及的杀菌剂代替实施例3涉及的药剂，，同样求出MIC和MBC。结果示于表1。
分别使用比较例2至5涉及的杀菌除臭剂代替实施例3涉及的药剂，，同样求出金黄色葡萄球菌的MIC。将结果示于表1。
使用比较例6涉及的试验品代替实施例3涉及的药剂，，同样求出金黄色葡萄球菌的MIC，以及大肠杆菌的MIC和MBC。将结果示于表1。
【表1】
Figure BDA0002320168550000701
(实验例2)
使用实施例4或比较例7或8涉及的药剂代替实施例3涉及的药剂，，同样求出大肠杆菌的MIC。将结果示于表2。
【表2】
Figure BDA0002320168550000702
(实验例3)
实验例3中，首先准备下述菌液。
使用菌种：
酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes)
菌液：
与实验例1同样进行得到菌液。
使用上述菌液，与实验例1同样进行，使用实施例3涉及的药剂，求出MIC和MBC。将结果示于表3。
【表3】
Figure BDA0002320168550000703
(实验例4)
实验例4中，首先准备下述菌液。
使用菌种：
变形链球菌(Streptcoccus mutans)
菌液：
利用铂环采取在BHI琼脂培养基中制作的菌，加入BHI液体培养基并振荡。利用BHI液体培养基将在BHI液体培养基中增殖一昼夜的菌液50μL稀释190倍，并混合、搅拌，制成菌液。
使用上述菌液，按照以下方式研究效果。
利用微量移液管向加入至2根试管的BHI液体培养基中注入菌液。以达到0.2％的方式，加入蔗糖。在37℃培养18小时，形成生物膜。将试管内的培养基弃于烧杯中，利用PBS清洗2次。各自注入实施例3涉及的药剂、PBS，在37℃振荡30分钟。将试管内的液体弃于烧杯中，利用PBS清洗2次。向试管注入BHI液体培养基，在37℃培养24小时。将各个培养基10μL接种于普通琼脂培养基，在37℃培养24小时。通过目视确认有无菌落。其结果，在注入实施例3涉及的药剂的情形中，未确认到菌落，但注入PBS的情形中，可确认到大量菌落。
为了确认对生物膜内部的菌体的影响，进一步进行下述确认试验。
利用微量移液管向加入至微型管中的BHI液体培养基注入菌液。以达到0.2％的方式，加入蔗糖。在37℃培养18小时，形成生物膜。将微型管内的培养基弃于烧杯，利用PBS清洗2次。各自注入实施例3涉及的药剂、PBS，在37℃培养(養生)15分钟、30分钟。将微型管内的液体弃于烧杯，利用PBS清洗2次。向试管中注入BHI液体培养基，匀浆后，在37℃培养24小时。将各个培养基10μL接种于普通琼脂培养基，在37℃培养24小时。通过目视确认有无菌落。其结果是，注入实施例3涉及的药剂的情形中，未确认到菌落，但注入PBS的情形中，确认到大量菌落。由此可知，实施例3涉及的药剂通过浸渗于生物膜，直至生物膜的内部发挥作用，显示杀菌效果。
(实验例5)
实验例5中，使用以下菌种，除此之外，与实验例1相同使用实施例3涉及的药剂，求出MIC和MBC。结果示于表4。
使用菌种：
细菌1(牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis))
细菌2(齿垢密螺旋体(Treponema denticola))
细菌3(福赛斯坦纳菌(Tannerella fosythensis))
细菌4(放线共生放线杆菌(Aggregatibacter actinomycetemcomitans))
【表4】
Figure BDA0002320168550000721
(实验例6)
对铁、铝、马口铁和不锈钢，将各试验片(25.4mm×25.4mm)清洗后，在分别加入了实施例3涉及的药剂、次氯酸钠1.2％水溶液和自来水的树脂容器中浸渍各试验片后，对树脂容器加盖。每经过表5和6记载的时间，取出至无纺布上，目视确认试验片的状况。确认根据需要进行照片拍摄，此外，在难以得知变化的情况下，利用显微镜观察。评价使用以下基准。
-：无腐蚀
±：生锈
+：一定量的锈
++：大量的锈
+++：金属面的腐蚀
【表5】
Figure BDA0002320168550000731
【表6】
Figure BDA0002320168550000741
(实验例7)
按照日本电机工业会标准JEM1467“家庭用空气净化机”，进行除臭性能试验。测定在内容积1m3的亚克力容器(长1m×宽1m×深1m)内，启动搅拌机，燃烧香烟，使烟充满容器。所有香烟燃烧结束后，停止搅拌机，启动喷雾器，喷雾实施例3涉及的药剂，对容器内的氨、乙醛和乙酸这3种成分的浓度，每隔一定时间测定2小时，追踪浓度变化。同样地，向亚克力容器中注入甲醛蒸气，对容器内的甲醛浓度，每隔一定时间测定2小时，追踪浓度变化。应予说明，喷雾器以‘Manual(手动)'方式运行。此外，作为对照，实施未运转喷雾器的空白试验。将结果示于表7～10。恶臭成分的测定通过检测管(GASTEC公司制)而实施，将使用的检测管示于以下。
使用检测管
氨 No.3L
乙醛 No.92L
乙酸 No.81L
甲醛 No.91
【表7】
【表8】
Figure BDA0002320168550000752
【表9】
Figure BDA0002320168550000761
【表10】
Figure BDA0002320168550000762
(实验例8)
利用喷雾器喷雾实施例3涉及的药剂，测定香烟臭的除臭性能。首先，在宽度相当于6个榻榻米的室内燃烧香烟，使烟充满室内，达到一定浓度。接着，配置喷雾器，在启动前、启动1小时后、启动2小时后这3次测定房间的臭气强度。喷雾器的配置为房间的墙边，气味的采集设为房间中央的高度1m的位置。房间中设置2台搅拌用风扇，设为不断搅拌状态。应予说明，喷雾器以‘Manual(手动)'方式运行。此外，作为对照，实施未操作喷雾器的空白试验。臭气强度通过6级臭气强度表示法按照以下方式判定。将结果示于表11。
评价臭气强度的试验者(小组)设为6名，将各自的强度值平均而算出结果。6级臭气强度表示是指使用人类的嗅觉而将臭气的强度进行数值化的方法。实施本次试验的小组是进行法律规定的嗅觉检查被认定具有正常嗅觉的人。
6级臭气强度表示法中，使用以下成为基准的数值。
0：无臭味
1：非常弱的臭味(检测阈值浓度)
2：弱的臭味(认知阈值浓度)
3：容易感觉到的臭味
4：强烈的臭味
5：非常强烈的臭味
【表11】
Figure BDA0002320168550000771
(实验例9)
利用喷雾器喷雾实施例3涉及的药剂，测定浮游菌(一般细菌、真菌)的去除性能。首先，在宽度相当于6个榻榻米的室内配置喷雾器，在启动前、启动1小时后、启动2小时后这3次，测定空气中的浮游菌的浓度。喷雾器的配置为房间的墙边，浮游菌的采集设为房间中央的高度1m的位置。房间中设置2台搅拌用风扇，设为不断搅拌状态。通过利用膜过滤器的过滤捕集法实施浮游菌的测定。应予说明，喷雾器以‘Manual(手动)'方式运行。此外，作为对照，实施未启动喷雾器的空白试验。将结果示于表12和13。
实验例9的测定条件等
使用过滤器：东洋滤纸公司制,37mm监视器
抽吸空气量：300L(以每分钟20L抽吸15分钟)
使用培养基：一般细菌用m-TGE Broth液体培养基(东洋制作所制)
真菌用m-GreenY&M Broth液体培养基(东洋制作所制)
培养条件：一般细菌30℃72小时
真菌30℃5天
【表12】
Figure BDA0002320168550000781
【表13】
(实验例10)
实验例10中，使用以下菌种，除此之外，与实验例1同样地使用实施例3涉及的药剂，求出MIC或MBC。将结果示于表14。
使用菌种：
变形链球菌
溶血性链球菌
枯草芽孢杆菌
白色念珠菌(Candida albicans)
【表14】
Figure BDA0002320168550000791
(实验例11)
按照仪器分析实施手册；检测管法，气相色谱法((公司)纤维评价技术协议会除臭加工纤维制品认证基准准用)的记载，使用实施例3涉及的药剂进行除臭试验。将结果示于表15。
【表15】
气味成分 气味印象 浓度1(ppm) 浓度2(ppm) 气体的减少率(％)
氨 屎尿臭味 100 7 93
乙酸 醋的气味 50 1 98
硫化氢 鸡蛋腐烂的气味 4.00 0.12 97
甲硫醇 洋葱腐烂的气味 8.00 4.96 38
三苯基甲基胺 鱼腐烂的气味 28.00 3.08 89
异戊酸 潮湿袜子的气味 38.00 0.38 99
浓度1：气体初始浓度
浓度2：经过2小时后的气体浓度
气体的减少率：((浓度1-浓度2)/浓度1)×100
(实验例12)
将实施例3的药剂涂布于痤疮，1次约2mL，1天多次，持续14天。其结果表明药剂的涂布导致痤疮治愈，确认了本发明的药剂作为痤疮治疗药是有用的。
实施例5：
作为铵，使用一半物质量(摩尔数)的氯化铵(NH4Cl)代替苄索氯铵，除此之外，与实施例3同样进行，制造实施例5涉及的药剂。测定该实施例5的药剂的pH，其结果为7.5。进一步，将NaClO2浓度设为100mM，将氯化铵(NH4Cl)浓度设为0.5mM，除此之外，与实施例5的药剂同样进行，制造药剂，对该药剂，与实施例3同样进行，测定ESR光谱。将测定的ESR光谱图示于图24。如图示所示，出现表示自由基的存在的峰，因此确认氯化铵(NH4Cl)作为自由基产生催化剂对亚氯酸钠(NaClO2)发挥作用，生成二氧化氯自由基。
实施例6：
作为铵，使用相同物质量(摩尔数)的苯扎氯铵(下述化学式)代替苄索氯铵，，除此之外，与实施例3同样进行，得到实施例6的药剂。测定该实施例6的药剂的pH，其结果为7.5。进一步，将NaClO2浓度设为100mM，将苯扎氯铵浓度设为1.0mM，除此之外，与实施例6的药剂同样进行，制造药剂，对该药剂，与实施例3同样进行，测定ESR光谱。将测定的ESR光谱图示于图25。如图示所示，出现表示自由基的存在的峰，因此确认作为铵的苯扎氯铵作为自由基产生催化剂对亚氯酸钠(NaClO2)发挥作用，生成二氧化氯自由基。
Figure BDA0002320168550000801
实施例7：
作为铵，使用相同物质量(摩尔数)的苄基三乙基氯化铵(下述化学式)代替苄索氯铵，除此之外，与实施例3同样进行，得到实施例7的药剂。测定该实施例7的药剂的pH，其结果为7.5。进一步，将NaClO2浓度设为100mM，将苄基三乙基氯化铵浓度设为1.0mM，除此之外，与实施例3同样进行，制造药剂，对该药剂，与实施例3同样进行，测定ESR光谱。将测定的ESR光谱图示于图26。如图示所示，出现表示自由基的存在的峰，因此确认苄基三乙基氯化铵作为自由基产生催化剂对亚氯酸钠(NaClO2)发挥作用，生成二氧化氯自由基。
Figure BDA0002320168550000811
实施例8：
作为铵，使用相同物质量(摩尔数)的甲基氯化铵代替苄索氯铵，，除此之外，与实施例3同样进行，得到实施例8的药剂。测定该实施例8的药剂的pH，其结果为7.5。进一步，将NaClO2浓度设为100mM，将苄基三乙基氯化铵浓度设为1.0mM，除此之外，与实施例3的药剂同样进行，制造药剂，对该药剂，与实施例3同样进行，测定ESR光谱。其结果是，出现表示自由基的存在的峰，因此确认甲基氯化铵作为自由基产生催化剂对亚氯酸钠(NaClO2)发挥作用，生成二氧化氯自由基。
[路易斯酸度的验证数据]
(1)测定条件
如上述那样，通过J.Org.Chem.2003,68,4720-4726记载的方法，测定和算出铵盐的路易斯酸度。具体而言，如J.Org.Chem.2003,68,4720-4726的4724页左21行～4724页左6行中记载所示，确定以O2为自由基产生源的CoTPP的氧化的反应速度，按照4725页图6记载的图表提供的直线关系(y＝14(ΔE)-8.0)(y为速度常数的常用对数值)算出路易斯酸度ΔE(eV)。
(2)路易斯酸度的数值
将通过上述(1)的方法测定和算出的路易斯酸度的数值示于以下。下述表16中，表示实施例3～7中的4种铵的路易斯酸度的数值。此外，下述表17中，表示除此之外的各种铵的路易斯酸度的数值。此外，除了下述表16和17之外，通过相同的方法测定碘解磷定(PAM)的路易斯酸度，其结果为0.60eV。
【表16】
Figure BDA0002320168550000821
【表17】
Figure BDA0002320168550000831
(实验例13)
分别使用包含氯化铵的实施例5的药剂、包含苯扎氯铵的实施例6的药剂、包含苄基三乙基氯化铵的实施例7的药剂和包含甲基氯化铵的实施例8的药剂，确认杀菌效果。
使用等量的包含氯化铵和亚氯酸钠的药剂(实施例5)、包含苯扎氯铵和亚氯酸钠的药剂(实施例6)或包含苄基三乙基氯化铵和亚氯酸钠的药剂(实施例7)代替实施例3的药剂(包含苄索氯铵和亚氯酸钠的药剂)，，除此之外，与实验例3同样进行，测定杀菌效果。菌种使用大肠杆菌(Escherichia coli MV1184)。此外，使用仅包含氯化铵、苯扎氯铵、苄基三乙基氯化铵或甲基氯化铵不含亚氯酸钠的水溶液(比较例)代替实施例5、6、7或8的药剂，通过相同的方法，测定杀菌效果。
(2)杀菌效果的测定结果
通过上述(1)测定的MIC(最小抑菌浓度)的结果如下述表18所示。
【表18】
MIC(ppm)
包含氯化铵和亚氯酸钠的药剂 10
包含苯扎氯铵和亚氯酸钠的药剂 10
包含苄基三乙基氯化铵和亚氯酸钠的药剂 10
包含甲基氯化铵和亚氯酸钠的药剂 10
仅包含氯化铵不包含亚氯酸钠的水溶液 无杀菌效果
仅包含苯扎氯铵不包含亚氯酸钠的水溶液 无杀菌效果
仅包含苄基三乙基氯化铵不包含亚氯酸钠的水溶液 无杀菌效果
仅包含甲基氯化铵不包含亚氯酸钠的水溶液 无杀菌效果
如表18所示，在使用包含氯化铵和亚氯酸钠的药剂(实施例5)、包含苯扎氯铵和亚氯酸钠的药剂(实施例6)、包含苄基三乙基氯化铵和亚氯酸钠的药剂(实施例7)或包含甲基氯化铵和亚氯酸钠的药剂(实施例8)的情况下，可确认本发明的作为药剂的杀菌效果。与此相对，仅包含氯化铵、苯扎氯铵、苄基三乙基氯化铵或甲基氯化铵不含亚氯酸钠的水溶液中，不存在杀菌效果。由此可以确认利用通过氯化铵、苯扎氯铵、苄基三乙基氯化铵或甲基氯化铵的催化作用由亚氯酸钠产生的二氧化氯自由基，发挥了杀菌效果。
(实验例14：溃疡性大肠炎的症状的抑制)
向实施例3的药剂中添加pH缓冲液，调整为pH5.35。以下将该药剂称为“MA-T”。
接着，使用一次性喂食针(针头直径(先玉経)：2mm，管径：1.18mm，管长：50mm)对12周龄前后的C57BL/6J雄性小鼠(在大阪大学医学部动物设施5-05中饲养)，，在2％葡聚糖硫酸钠水溶液(DSS)(MP Biomedicals公司)给药前3天和DSS给药后第6-8天、第10-12天、第14-16天，经肛门给药MA-T(pH5.35)或赋型剂(仅水)各150μl。在此期间，2％DSS加入给水瓶中使其自由饮水。2％DSS给药开始6天后，替换为日常水给药(饮水)。在2％DSS饮水期间和其后的日常水饮水期间的中间，进行体重测定。以2％DSS给药开始日的小鼠的体重为基准，分析DSS给药后的体重减少。图27的图表表示其结果。图27是表示上述雄性小鼠的*P<0.05.(t检验(t.test))结果的图表。横轴表示DSS给药开始后或前的天数，纵轴表示体重的变化量(克)。图中的●表示赋型剂给药(饮水)组，○表示MA-T给药组。如图示所示，2％DSS给药开始后至开始给药MA-T或赋型剂为止，小鼠组的体重持续减少。这提示发生了葡聚糖硫酸钠诱导性大肠炎。其后，2％DSS给药开始后，如果开始给药MA-T或赋型剂，则所有组中体重均恢复(再增加)。这提示葡聚糖硫酸钠诱导性大肠炎被抑制。并且，MA-T给药组与溶媒给药组相比，体重的恢复(再增加)量大。这提示通过MA-T给药，与赋型剂给药相比，强地抑制了葡聚糖硫酸钠诱导性大肠炎。即，通过本实验例，确认了MA-T具有葡聚糖硫酸钠诱导性大肠炎的抑制效果。由此可以推测MA-T具有杀菌作用(杀菌效果)。关于这一点，在下述实验例15中进一步确认。
(实验例15：肠内菌群的变化)
实验例14(图27)中，在即将DSS给药之前(给药开始当天)和给药开始16天后回收赋型剂给药组和MA-T(pH5.35)给药组的粪便(3～5个)。测定粪便的重量后，添加RNAlater(RNAlater(ml)＝粪便的重量(g)×9)(Invitrogen)，使用旋涡混合器制作10倍稀释(v/w)的粪便破碎物。将200μl的粪便破碎物转移至2ml螺口盖微型管中，添加1ml PBS(-)，使用旋涡混合器搅拌后，进行5分钟离心(4℃,13,000×g)。去除上清液，再次添加1ml PBS(-)，使用旋涡混合器搅拌后，进行5分钟离心(4℃,13,000×g)，去除上清液。添加0.3g玻璃珠(直径0.1mm)、300μl Tris-SDS溶液(100mM Tris-HCl,40mM EDTA(pH9.0),1％SDS)、500μl TE-饱和的苯酚(nacalai)，利用FastPrep(5.0功率等级,30秒)(MP Biomedicals)搅拌。5分钟离心(4℃,20000×g)后，将上清液400μl转移至2ml螺口盖微型管，添加等量的苯酚-氯仿-异戊醇(25:24:1)(nacalai)，再次利用FastPrep(4.0功率等级,45秒)搅拌。5分钟离心(4℃,20000×g)后，将上清液250μl转移至1.5ml螺口盖微型管，添加25μl 3M乙酸钠(pH5.2)、300μl异丙醇(nacalai)，使用旋涡混合器搅拌后，进行5分钟离心(4℃,20000×g)。去除上清液，添加800μl 80％乙醇，进行5分钟离心(4℃,20000×g)。去除上清液，在60度的块式恒温箱(block incubator)中将管放置并干燥30分钟。添加200μl TE(pH8.0)(nacalai)，溶解回收的核酸(DNA)。使用制作的DNA溶液和肠内细菌标准质粒DNA(Standard plasmid DNA)，通过定量PCR法((1)94℃5分钟,(2)94℃20秒,(3)55℃20秒,(4)72℃50秒,(1)1循环/(2)～(4)45循环)(Step One Plus,Applied Biosystems)，分析粪便1g中的肠内细菌(Blautiacluster,Clostridium coccoides,Bacteroides fragilis)的数量。PCR法中使用的引物集(Primer sets)如下所示。
引物集：
Blautia cluster(布劳特氏菌簇),5'-gtgaaggaagaagtatctcgg-3'和5'-ttggtaaggttcttcgcgtt-3'；
Clostridium coccoides(球形梭菌),5'-aaatgacgggtacctgactaa-3'和5'-ctttgagtttcattcttgcgaa-3'；
Bacteroides fragilis(脆弱拟杆菌),5'-atagcctttcgaaagaagat-3'和5'-ccagtatcaactgcaatttta-3'。
图28的条状图表示上述各细菌的检测数。各条状图中，“Day0”表示即将给药DSS之前(给药开始当天)，“Day16”表示给药开始16天后。各自中，左侧的条状图表示赋型剂给药组，右侧的条状图表示MA-T给药组。此外，纵轴表示每粪便1克(g)的细菌数(Number)。如图示所示，确认了MA-T诱导肠内菌群的变化。即，据此确认了MA-T具有杀菌作用(杀菌效果)。
[农畜产用药剂的实施例]
接着，对农畜产用药剂的具体实施例进行说明。其中，本发明的农畜产用药剂不因受到下述实施例限制。此外，以下，本发明的实施例中，有时将实施例的农畜产用药剂简称为“药剂”。
在以下农畜产用药剂的实验例中，使用上述实施例3～4和比较例1～8的药剂作为农畜产用药剂。
(农畜产用药剂的实验例1)
农畜产用药剂的实验例1中，首先准备以下菌液。
使用菌种：
金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)
大肠杆菌(Escherichia coli MV1184)
菌液：
利用铂环采取在BHI琼脂培养基中制作的菌，加入BHI液体培养基并振荡。利用BHI液体培养基将在BHI液体培养基中增殖一昼夜的菌液50μL稀释190倍，并混合、搅拌，制成菌液。
使用上述菌液，按照以下方式研究效果。
利用UV杀菌灯将微孔板(带盖)杀菌10分钟。接着，利用微量移液管在各孔中依次注入BHI液体培养基、菌液和农畜产用药剂的实施例3涉及的农畜产用药剂。在37℃培养24小时后，利用酶标仪确认，求出MIC(最小抑菌浓度)。应予说明，对照中，仅对液体培养基进行确认。此外，从MIC附近的孔取出培养液10μL，接种在培养皿中，在37℃培养24小时，求出MBC(最小杀菌浓度)。将结果示于表19。
使用比较例1涉及的杀菌剂代替实施例3涉及的农畜产用药剂，同样求出MIC和MBC。将结果示于表19。
分别使用比较例2至5涉及的杀菌除臭剂代替实施例3涉及的农畜产用药剂，同样求出金黄色葡萄球菌的MIC。将结果示于表19。
使用比较例6涉及的试验品代替实施例3涉及的农畜产用药剂，同样求出金黄色葡萄球菌的MIC、以及大肠杆菌的MIC和MBC。将结果示于表19。
【表19】
Figure BDA0002320168550000881
(农畜产用药剂的实验例2)
使用实施例4或比较例7或8涉及的农畜产用药剂代替实施例3涉及的农畜产用药剂，同样求出大肠杆菌的MIC。将结果示于表20。
【表20】
Figure BDA0002320168550000882
(农畜产用药剂的实验例3)
农畜产用药剂的实验例3中，首先准备以下菌液。
使用菌种：
酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes)
菌液：
与农畜产用药剂的实验例1同样进行，得到菌液。
使用上述菌液，与农畜产用药剂的实验例1同样进行，使用实施例3涉及的农畜产用药剂，求出MIC和MBC。结果示于表21。
【表21】
(农畜产用药剂的实验例4)
农畜产用药剂的实验例4中，首先准备以下菌液。
使用菌种：
变形链球菌(Streptococcus mutans)
菌液：
利用铂环采取在BHI琼脂培养基中制作的菌，加入BHI液体培养基并振荡。利用BHI液体培养基将在BHI液体培养基中增殖一昼夜的菌液50μL稀释190倍，并混合、搅拌，制成菌液。
使用上述菌液，按照以下方式研究效果。
利用微量移液管向加入至2根试管的BHI液体培养基中注入菌液。以达到0.2％的方式，加入蔗糖。在37℃培养18小时，形成生物膜。将试管内的培养基弃于烧杯中，利用PBS清洗2次。向各自中注入实施例3涉及的农畜产用药剂、PBS，在37℃振荡30分钟。将试管内的液体弃于烧杯中，利用PBS清洗2次。向试管中注入BHI液体培养基，在37℃培养24小时。将各个培养基10μL接种在普通琼脂培养基中，在37℃培养24小时。通过目视确认有无菌落。其结果是，注入实施例3涉及的农畜产用药剂的情形中，未确认到菌落，但注入PBS的情形中，确认到大量菌落。
为了确认对生物膜内部的菌体的影响，进一步进行下述确认试验。
利用微量移液管向加入至捣碎器用微型管的BHI液体培养基中注入菌液。以达到0.2％的方式，加入蔗糖。在37℃培养18小时，形成生物膜。将微型管内的培养基弃于烧杯，用PBS清洗2次。各自注入实施例3涉及的农畜产用药剂、PBS，在37℃培养(養生)15分钟、30分钟。将微型管内的液体弃于烧杯中，利用PBS清洗2次。向试管中注入BHI液体培养基，匀浆后，在37℃培养24小时。将各个培养基10μL接种在普通琼脂培养基中，在37℃培养24小时。通过目视确认有无菌落。其结果是，注入实施例3涉及的农畜产用药剂的情形中，未确认到菌落，但注入PBS的情形中，确认到大量菌落。由此可知，实施例3涉及的农畜产用药剂通过浸渗于生物膜，直至生物膜的内部发挥作用，显示杀菌效果。
(农畜产用药剂的实验例5)
农畜产用药剂的实验例5中，使用以下菌种，除此之外，与农畜产用药剂的实验例1同样使用实施例3涉及的农畜产用药剂，求出MIC和MBC。结果示于表22。
使用菌种：
细菌1(牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis))
细菌2(齿垢密螺旋体(Treponema denticola))
细菌3(福赛斯坦纳菌(Tannerella forsythensis))
细菌4(放线共生放线杆菌(Aggregatibacter actinomycetemcomitans))
【表22】
Figure BDA0002320168550000901
(农畜产用药剂的实验例6)
对铁、铝、马口铁和不锈钢，将各试验片(25.4mm×25.4mm)清洗后，在分别加入了实施例3涉及的农畜产用药剂、次氯酸钠1.2％水溶液和自来水的树脂容器中浸渍各试验片后，对树脂容器加盖。每经过表23和24记载的时间，取出至无纺布上，目视确认试验片的状况。确认根据需要进行照片拍摄，此外，在难以得知变化的情况下，利用显微镜观察。评价使用以下基准。
-：无腐蚀
±：生锈
+：一定量的锈
++：大量的锈
+++：金属面的腐蚀
【表23】
Figure BDA0002320168550000911
【表24】
Figure BDA0002320168550000921
(农畜产用药剂的实验例7)
按照日本电机工业会标准JEM1467“家庭用空气净化机”，进行除臭性能试验。测定在内容积1m3的亚克力容器(长1m×宽1m×深1m)内，启动搅拌机，燃烧香烟，使烟充满容器。所有香烟的燃烧结束后，停止搅拌机，启动喷雾器，喷雾实施例3涉及的农畜产用药剂，针对容器内的氨、乙醛和乙酸这3种成分的浓度，每隔一定时间测定2小时，追踪浓度变化。同样地，向亚克力容器中注入甲醛蒸气，对容器内的甲醛浓度，每隔一定时间测定2小时，追踪浓度变化。应予说明，喷雾器以‘Manual(手动)'方式运行。此外，作为对照，还实施未操作喷雾器的空白试验。结果示于表25～28。恶臭成分的测定通过检测管(GASTEC公司制)而实施，将使用的检测管示于以下。
使用检测管
氨 No.3L
乙醛 No.92L
乙酸 No.81L
甲醛 No.91
【表25】
Figure BDA0002320168550000931
【表26】
Figure BDA0002320168550000932
【表27】
Figure BDA0002320168550000941
【表28】
Figure BDA0002320168550000942
(农畜产用药剂的实验例8)
利用喷雾器喷雾实施例3涉及的农畜产用药剂，测定香烟臭的除臭性能。首先，在宽度相当于6个榻榻米的室内燃烧香烟，使烟充满室内，达到一定浓度。接着，配置喷雾器，启动前、启动1小时后、启动2小时后这3次测定房间的臭气强度。喷雾器的配置为房间的墙边，气味的采集设为房间中央的高度1m的位置。房间中设置2台搅拌用风扇，设为不断搅拌状态。应予说明，喷雾器以‘Manual(手动)'方式运行。此外，作为对照，还实施未操作喷雾器的空白试验。臭气强度通过6级臭气强度表示法，按照以下方式判定。将结果示于表29。
评价臭气强度的试验者(小组)设为6名，将各自的强度值平均而算出结果。6级臭气强度表示是指使用人类的嗅觉而将气味的强度进行数值化的方法。实施本次试验的小组是进行法律规定的嗅觉检查被认定具有正常嗅觉的人。
6级臭气强度表示法中，使用以下成为基准的数值。
0：无臭味
1：非常弱的臭味(检测阈值浓度)
2：弱的臭味(认知阈值浓度)
3：容易感觉到的臭味
4：强烈的臭味
5：非常强烈的臭味
【表29】
Figure BDA0002320168550000951
(农畜产用药剂的实验例9)
利用喷雾器喷雾实施例3涉及的农畜产用药剂，测定浮游菌(一般细菌、真菌)的去除性能。首先，在宽度相当于6个榻榻米的室内配置喷雾器，启动前、启动1小时后、启动2小时后这3次，测定空气中的浮游菌的浓度。喷雾器的配置为房间的墙边，浮游菌的采集设为房间中央的高度1m的位置。房间中设置2台搅拌用风扇，设为不断搅拌状态。通过利用膜过滤器的过滤捕集法实施浮游菌的测定。应予说明，喷雾器以‘Manual(手动)'方式运行。此外，作为对照，实施未启动喷雾器的空白试验。将结果示于表30和31。
农畜产用药剂的实验例9的测定条件等
使用过滤器：东洋滤纸公司制，37mm监视器
抽吸空气量：300L(以每分钟20L抽吸15分钟)
使用培养基：一般细菌用m-TGE Broth液体培养基(东洋制作所制)
真菌用m-GreenY&M Broth液体培养基(东洋制作所制)
培养条件：一般细菌30℃72小时
真菌30℃5天
【表30】
Figure BDA0002320168550000961
【表31】
Figure BDA0002320168550000962
(农畜产用药剂的实验例10)
农畜产用药剂的实验例10中，使用以下菌种，除此之外，与农畜产用药剂的实验例1同样进行，使用实施例3涉及的农畜产用药剂，求出MIC或MBC。结果示于表32。
使用菌种：
变形链球菌
溶血性链球菌
枯草芽孢杆菌
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)
【表32】
Figure BDA0002320168550000971
(农畜产用药剂的实验例11)
按照仪器分析实施手册；检测管法，气相色谱法((公司)纤维评价技术协议会除臭加工纤维制品认证基准准用)的记载，使用实施例3涉及的农畜产用药剂进行除臭试验。将结果示于表33。
【表33】
气味成分 气味印象 浓度1(ppm) 浓度2(ppm) 气体的减少率(％)
氨 屎尿臭味 100 7 93
乙酸 醋的气味 50 1 98
硫化氢 鸡蛋腐烂的气味 4.00 0.12 97
甲硫醇 洋葱腐烂的气味 8.00 4.96 38
三苯基甲基胺 鱼腐烂的气味 28.00 3.08 89
异戊酸 潮湿袜子的气味 38.00 0.38 99
浓度1：气体初始浓度
浓度2：经过2小时后的气体浓度
气体的减少率：((浓度1-浓度2)/浓度1)×100
(农畜产用药剂的实验例12)
通过对小鼠给药本发明的农畜产用药剂，确认了本发明的农畜产用药剂的安全性高。
使用实施例3的农畜产用药剂，对小鼠基于OECD TG420急性经口毒性试验(固定剂量法)，进行急性经口毒性试验。应予说明，上述试验由财团法人日本食品分析中心实施。其结果是，上述农畜产用药剂的LD50值不论雌雄均为2000mg/kg以上。因此，可知本发明的农畜产用药剂非常安全。
(农畜产用药剂的实验例13)
通过对兔给药本发明的农畜产用药剂，确认了本发明的农畜产用药剂的安全性高。
使用实施例3的农畜产用药剂，对兔基于OECD TG405急性眼刺激性/腐蚀性进行眼刺激性试验。应予说明，上述试验由财团法人日本食品分析中心实施。其结果是，可知上述农畜产用药剂的刺激性是无刺激物。因此，可知本发明的农畜产用药剂极安全。
(农畜产用药剂的实验例14)
通过对兔给药本发明的农畜产用药剂，确认本发明的农畜产用药剂的安全性高。
使用感实施例3的农畜产用药剂，基于OECD TG404急性皮肤刺激性/腐蚀性对兔进行原发性皮肤刺激性试验。应予说明，上述试验由财团法人日本食品分析中心实施。结果可知，上述农畜产用药剂的刺激性是弱刺激物。因此可知，本发明的农畜产用药剂非常安全。
(农畜产用药剂的实验例15)
通过对豚鼠给药本发明的农畜产用药剂，确认本发明的农畜产用药剂的安全性高。
使用实施例3的农畜产用药剂，通过连续14天对豚鼠涂布上述农畜产用药剂，进行连续皮肤刺激性试验。应予说明，上述试验由株式会社生活科学研究所实施。结果可知，上述农畜产用药剂的刺激性是无刺激物。因此可知，本发明的农畜产用药剂非常安全。
(农畜产用药剂的实验例16)
通过对豚鼠给药本发明的农畜产用药剂，确认本发明的农畜产用药剂的安全性高。
使用实施例3的农畜产用药剂，通过通过最大化试验法(Maximization Test)，对豚鼠进行皮肤敏感性试验。应予说明，上述试验由株式会社生活科学研究所实施。结果可知，上述农畜产用药剂的刺激性不存在皮肤敏感性。因此可知，本发明的农畜产用药剂非常安全。
(农畜产用药剂的实验例17)
通过对人给药本发明的农畜产用药剂，确认本发明的农畜产用药剂的安全性高。
通过使用实施例3的农畜产用药剂，将吸收了上述农畜产用药剂的贴剂在人身上贴附24小时，由此进行人体斑贴试验。应予说明，上述试验由株式会社生活科学研究所实施。结果可知，上述农畜产用药剂的刺激性是无刺激性。因此可知，本发明的农畜产用药剂非常安全。
(农畜产用药剂的实验例18)
通过本发明的农畜产用药剂，确认能够抑制稻瘟病的发生。
利用盐水选择越光水稻种子，去除漂浮的水稻种子，从而除去患病的种子。再对得到的水稻种子进行水洗，沥干水分，装入粗网格的萨纶袋中。接着，制备将上述实施例3的农畜产用药剂稀释为200倍的稀释液(以下也称“200倍液”)。接着，将装入上述萨纶袋中的水稻种子在相对于上述水稻种子的重量为2倍重量的200倍液中浸渍处理24小时。在上述浸渍处理中，不进行换水。上述浸渍后，将上述水稻种子风干，再次对上述水稻种子进行6天浸渍处理。上述浸渍处理中，不进行换水。进而，对上述浸渍处理后的上述水稻种子，再次进行6天浸渍处理。
接着，将上述水稻种子播种在育苗箱中，进一步向每个育苗箱喷洒500mL的上述200倍液后，进行育苗。将得到的苗种植在稻田中，通过常规方法进行栽培。并且，确认上述栽培中有无稻瘟病的发生。对照组使用“一见钟情(ひとめぼれ)”的水稻种子代替上述越光米，，不进行在上述200倍液中的浸渍处理，移植到与种植上述越光米的稻田相邻的稻田中，除此之外，同样进行，确认有无发生稻瘟病。
其结果，在利用上述200倍液浸渍处理后的稻田中，未确认发生稻瘟病。与此相对，对照组中确认发生稻瘟病。根据上述结果，可知通过本发明的农畜产用药剂能够抑制发生稻瘟病。
(农畜产用药剂的实验例19)
确认通过本发明的农畜产用药剂能够抑制稻瘟病扩散。
对稻瘟病多发的稻田进行耖田时，向上述稻田10a每块添加10L将上述实施例3的农畜产用药剂稀释至10倍的稀释液(以下也称为“10倍液”)，实施耖田。接着，将上述农畜产用药剂的实验例18的越光米的苗移植到上述耖田后的稻田中，进行栽培。接着，在上述栽培中确认发生稻瘟病的情况下，去除稻瘟病患病株，在栽培上述稻瘟病患病株的周围，上述稻田10a每块喷雾1L上述10倍液。对照组使用上述农畜产用药剂的实验例18的对照组的苗代替上述农畜产用药剂的实验例18的越光米的苗，在上述田中既不添加也不喷雾上述10倍液，移植在与种植了上述越光米的稻田相邻的稻田中，除此之外，同样进行栽培。并且，确认在上述栽培中种植对照组的稻田中发生的稻瘟病是否扩散到种植上述越光米的苗的稻田。
结果，种植上述对照组的稻田中，观察到稻瘟病的发生和扩散。与此相对，种植上述越光米的苗的稻田中，在种植上述对照组的稻田的相邻稻田2～3m左右，在靠近一次枝梗的上部观察到发生轻微稻瘟病，但未观察到稻瘟病扩散至上述稻田的其它部分。根据该结果，可知通过本发明的农畜产用药剂能够抑制稻瘟病的扩散。
(农畜产用药剂的实验例20)
确认了通过本发明的农畜产用药剂能够驱避蝽象或害虫。
与上述农畜产用药剂的实验例19同样进行，对23户农民拥有的稻田各1块分别进行处理，除此之外，将上述农畜产用药剂的实验例18的越光米的苗种植在稻田中，进行栽培。并且，上述栽培后，向各农民询问与往年相比蝽象或害虫靠近上述稻田的程度。
其结果，8位农民回答观察到蝽象或害虫的驱避。据此可知，通过本发明的农畜产用药剂能够驱避蝽象或害虫。
[氨基酸、肽和磷脂的实施例]
以下，针对氨基酸、肽和磷脂的实施例进行说明。
[参考例6]
通过上述“路易斯酸度的测定方法(2)”，如下所述，测定各种各样的氨基酸、肽和磷脂的反应速度常数。应予说明，下述表中，“L-aspartate”表示L-天冬氨酸，“L-glutamate”表示L-谷氨酸，“L-glycine”表示L-甘氨酸，“L-lysine”表示L-赖氨酸，“L-arginine”表示L-精氨酸，“GSSG”表示氧化型谷胱甘肽，“Cys-Cys”表示胱氨酸，“DPPS”表示二棕榈酰基磷脂酰丝氨酸，“DPPC”表示二棕榈酰基磷脂酰胆碱，“adenine”表示腺嘌呤。此外，“Kobs”表示反应速度常数(kcat)的测定值。如下述表所示，所有氨基酸、肽和磷脂均确认到示出路易斯酸性。
【表tpp2】
Co TPP：四苯基卟啉钴(II)
Q1：泛醌1
参考文献：Fukuzumi，s.，and Ohkubo，K.，Quantitative evaluation of Lewesacidity of metal ions derived from the g values of ESR spectra of superoxidemetal ion complexes in relation to the promoting effects in electron transferreactions.Chem.Eur.J.，6：4532-4535(2000).
Figure BDA0002320168550001022
Figure BDA0002320168550001023
[参考例7]
对于磷脂酰丝氨酸、磷脂酰胆碱、磷脂酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油、心磷脂、L-天冬氨酸和L-丝氨酸，各自通过“路易斯酸度的测定方法(1)”或“路易斯酸度的测定方法(2)”测定路易斯酸度。其结果，对于磷脂酰丝氨酸、磷脂酰胆碱和L-天冬氨酸，利用“路易斯酸度的测定方法(1)”和“路易斯酸度的测定方法(2)”两者确认路易斯酸度。对于磷脂酸，利用“路易斯酸度的测定方法(2)”确认路易斯酸度。对于心磷脂，利用“路易斯酸度的测定方法(1)”确认路易斯酸度。进一步，对于作为鞘磷脂(磷脂)的神经节苷脂GM1和鞘磷脂，利用“路易斯酸度的测定方法(2)”确认路易斯酸度。
[实施例9]
使用参考例6和7中测定了路易斯酸度的各种氨基酸、肽和磷脂，由亚氯酸或其盐(亚氯酸钠)制造二氧化氯自由基。由此，确认上述各种氨基酸、肽和磷脂作为二氧化氯自由基产生催化剂对亚氯酸或其盐(亚氯酸钠)发挥作用。
[实施例10]
使用上述各种铵，与实施例3～8同样进行，制造药剂。此外，使用参考例6和7中测定了路易斯酸度的各种氨基酸、肽和磷脂代替上述各种铵，除此之外，与实施例3～8同样进行，制造药剂。再与上述药剂的实验例和上述农畜产用药剂的实验例同样进行，使用这些药剂，确认具有杀菌作用等。
上述药剂的制备按照以下方式进行。首先，将亚氯酸钠溶解于精制水，得到亚氯酸钠水溶液(A液)。另一方面，将上述各铵、氨基酸、肽和磷脂各自溶解于精制水，得到水溶液(B液)。进一步，将浓度1mM的A液和浓度0.2mM的B液混合，或将浓度5mM的A液和浓度1mM的B液混合，进一步稀释而制成药剂。上述药剂中的上述各铵、氨基酸、肽或磷脂的浓度为12.5～20ppm。此外，上述药剂中的亚氯酸钠的浓度为约0.14mM～0.22mM。
使用菌种：
大肠杆菌(Escherichia coli MV1184)
菌液：
利用铂环采取在BHI琼脂培养基中制作的菌，加入BHI液体培养基并振荡。利用BHI液体培养基将在BHI液体培养基中增殖一昼夜的菌液50μL稀释190倍，并混合、搅拌，制成菌液。
使用上述菌液，按照以下方式研究效果(杀菌作用)。
利用UV杀菌灯将微孔板(带盖)杀菌10分钟。接着，利用微量移液管在各孔中依次注入BHI液体培养基、上述菌液、上述药剂。在37℃培养24小时后，利用酶标仪确认，求出MIC(最小抑菌浓度)。应予说明，对照组仅对液体培养基进行确认。此外，从MIC附近的孔取出培养液10μL，接种在培养皿中，在37℃培养24小时，求出MBC(最小杀菌浓度)。进一步，作为对照组，仅使用A液(仅含有亚氯酸钠的水溶液：亚氯酸钠浓度40ppm、约0.44mM)或仅使用B液(仅含有上述各铵、氨基酸、肽或磷脂的水溶液)代替上述药剂，同样进行，研究效果(杀菌作用)。
按照以上述方式进行研究杀菌作用的结果，对于作为铵的甲基氯化铵、氯化铵、四丁基氯化铵、苄索氯铵和苯扎氯铵；作为氨基酸的甘氨酸、L-丝氨酸、L-天冬氨酸和脯氨酸；作为肽的氧化型谷胱甘肽；以及作为磷脂的胆碱，各自确认具有杀菌作用(杀菌效果)。
另一方面，在仅使用A液或仅使用B液的情况下，无杀菌作用(杀菌效果)。即，如果仅含有亚氯酸钠、或仅含有上述各铵、氨基酸、肽或磷脂的情况下，则未显示杀菌作用，但是如果两者共存，则可以推测上述各铵、氨基酸、肽或磷脂对亚氯酸钠发挥作用而产生二氧化氯自由基，该二氧化氯自由基显示杀菌作用。
以上，参照实施方式和实施例说明了本发明，但本发明不限于上述实施方式和实施例。对于本发明的构成或详细内容，在本发明的范围内能够进行本领域技术人员可理解的各种各样的变更。
产业上的利用可能性
如以上说明所示，根据本发明的自由基产生催化剂和自由基的制造方法，能够在温和的条件下产生(制造)自由基。作为本发明的自由基产生催化剂和自由基的制造方法的用途，例如能够用于上述本发明的氧化反应产物的制造方法。本发明的氧化反应产物的制造方法能够应用于包含有机化合物和无机物质的各种被氧化物的氧化反应，其应用范围广泛。此外，本发明的自由基产生催化剂和自由基的制造方法的用途不限于上述本发明的氧化反应产物的制造方法，能够用于广泛的用途。
此外，根据本发明，能够提供安全性高、且具有高的杀菌效果的药剂和农畜产用药剂。本发明的药剂和农畜产用药剂的用途，没有特别限定，能够用于广泛的用途。本发明的药剂和农畜产用药剂例如在农业领域、畜产业领域等中非常有用。

Claims (106)

1.一种自由基产生催化剂，其特征在于，包含选自氨基酸、蛋白质、肽、磷脂和它们的盐中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的自由基产生催化剂，其中，所述自由基产生催化剂进一步包含铵。
3.根据权利要求2所述的自由基产生催化剂，其中，所述铵是下述化学式(XI)表示的铵盐，
所述化学式(XI)中，
R11、R21、R31和R41各自是氢原子或芳香环、或者烷基，所述烷基可以包含醚键、羰基、酯键或酰胺键、或者芳香环，R11、R21、R31和R41各自可以相同也可以不同，
或者，R11、R21、R31和R41中的2个以上可以一体化而与它们键合的N+一起形成环状结构，所述环状结构可以为饱和环状结构也可以为不饱和环状结构，可以为芳香环也可以为非芳香环，可以具有1个以上的取代基也可以不具有1个以上的取代基；
X-是阴离子，其中不包括过二硫酸根离子。
4.根据权利要求3所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XI)表示的铵盐是下述化学式(XII)表示的铵盐，
所述化学式(XII)中，
R111是碳原子数5～40的烷基，可以包含醚键、酮(羰基)、酯键或酰胺键、取代基、或者芳香环；
R21和X-与所述化学式(XI)相同。
5.根据权利要求4所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XII)表示的铵盐是下述化学式(XIII)表示的铵盐，
Figure FDA0002320168540000022
所述化学式(XIII)中，
R111和X-与所述化学式(XII)相同。
6.根据权利要求4所述的自由基产生催化剂，其中，所述铵是选自苄索氯铵、苯扎氯铵、十六烷基三甲基氯化铵、四甲基氯化铵、氯化铵、甲基氯化铵、四丁基氯化铵、氯化十六烷基吡啶、十六烷基三甲基溴化铵、地喹氯铵、依酚氯铵、二癸基二甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、氧托溴铵、卡巴胆碱、格隆溴铵、番红、芥子碱、四乙基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、丁二酰胆碱、鞘磷脂、神经节苷脂GM1、地那铵、葫芦巴碱、新斯的明、百草枯、吡斯的明、黄柏碱、碘解磷定、甜菜碱、甜菜苷、氨甲酰胆碱、甜菜红色素、卵磷脂、腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶和胆碱类中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XII)表示的铵盐是苄索氯铵。
8.根据权利要求3所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XI)表示的铵盐是下述化学式(XIV)表示的铵盐，
Figure FDA0002320168540000031
所述化学式(XIV)中，
R100可以形成环状结构，所述环状结构可以为饱和环状结构也可以为不饱和环状结构，可以为芳香环也可以为非芳香环，可以具有1个以上的取代基也可以不具有1个以上的取代基；
R11和X-与所述化学式(XI)相同。
9.根据权利要求3所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XI)表示的铵盐是下述化学式(XV)表示的铵盐，
Figure FDA0002320168540000032
所述化学式(XV)中，
各Z各自是CH或N，可以相同也可以不同，在为CH的情况下，H可以被取代基取代；
R11和X-与所述化学式(XI)相同。
10.根据权利要求3所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XI)表示的铵盐是下述化学式(XVI)表示的铵盐，
Figure FDA0002320168540000041
所述化学式(XVI)中，
R101、R102、R103和R104各自是氢原子或取代基，R101、R102、R103和R104各自可以相同也可以不同，
或者，R101、R102、R103和R104中的2个以上可以一体化而与它们键合的N+一起形成环状结构，所述环状结构可以为饱和环状结构也可以为不饱和环状结构，可以为芳香环也可以为非芳香环，可以具有1个以上的取代基也可以不具有1个以上的取代基；
Z是CH或N，在为CH的情况下，H可以被取代基取代；
R11和X-与所述化学式(XI)相同。
11.根据权利要求3所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XI)表示的铵盐是下述化学式(XVII)表示的铵盐，
Figure FDA0002320168540000042
所述化学式(XVII)中，
R111～R118各自是氢原子或取代基，R111～R118各自可以相同也可以不同，
或者，R111～R118中的2个以上可以一体化而形成环状结构，所述环状结构可以为芳香环也可以为非芳香环，可以具有1个以上的取代基也可以不具有1个以上的取代基；
Z是CH或N，在为CH的情况下，H可以被取代基取代；
R11和X-与所述化学式(XI)相同。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，所述氨基酸是选自甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丝氨酸、苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、赖氨酸、羟赖氨酸、精氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、组氨酸、脯氨酸和4-羟基脯氨酸中的至少一种。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，所述肽是氧化型谷胱甘肽(GSSG)和还原型谷胱甘肽(GSH)中的至少一种。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，所述磷脂是选自磷脂酰丝氨酸、磷脂酰胆碱、磷脂酸、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰甘油和心磷脂中的至少一种。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，所述自由基产生催化剂的路易斯酸度为0.4eV以上。
16.根据权利要求1～15中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，所述自由基产生催化剂作为布朗斯台德酸的酸解离常数pKa为5以上。
17.根据权利要求1～16中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，在非酸性的反应系中，催化来自自由基产生源的自由基产生。
18.根据权利要求1～16中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，在酸性的反应系中，催化来自自由基产生源的自由基产生。
19.根据权利要求1～18中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，在液体中，催化来自自由基产生源的自由基产生。
20.根据权利要求1～19中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，在生物体内，催化来自自由基产生源的自由基产生。
21.根据权利要求1～20中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，在消化器官内，催化来自自由基产生源的自由基产生。
22.根据权利要求所述的自由基产生催化剂，其中，所述消化器官是选自口腔部、咽喉部、食管、胃、十二指肠、小肠和大肠中的至少一种。
23.根据权利要求21所述的自由基产生催化剂，其中，所述消化器官是大肠。
24.根据权利要求1～23中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，所述自由基产生源包含含氧酸。
25.根据权利要求24所述的自由基产生催化剂，其中，所述含氧酸是选自硼酸、碳酸、原碳酸、羧酸、硅酸、亚硝酸、硝酸、亚磷酸、磷酸、砷酸、亚硫酸、硫酸、磺酸、亚磺酸、铬酸、重铬酸、高锰酸和卤素含氧酸中的至少一种。
26.根据权利要求21所述的自由基产生催化剂，其中，所述卤素含氧酸是选自次氯酸、亚氯酸、氯酸、高氯酸、次溴酸、亚溴酸、溴酸、高溴酸、次碘酸、亚碘酸、碘酸和高碘酸中的至少一种。
27.根据权利要求1～23中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，所述自由基产生源包含选自卤素离子、次卤酸根离子、亚卤酸根离子、卤酸根离子和高卤酸根离子中的至少一种。
28.根据权利要求24所述的自由基产生催化剂，其中，所述含氧酸是卤素含氧酸或其盐。
29.根据权利要求28所述的自由基产生催化剂，其中，所述卤素含氧酸是氯含氧酸。
30.根据权利要求1～19中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，所述自由基产生源包含亚氯酸根离子。
31.根据权利要求1～26中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，所述自由基产生源包含电子供体·受体连接分子。
32.根据权利要求31所述的自由基产生催化剂，其中，所述电子供体·受体连接分子是选自下述式(A-1)～(A-8)中任一者表示的含氮芳香族阳离子衍生物、下述式(A-9)表示的9-取代吖啶
Figure FDA0002320168540000061
离子、下述式(I)表示的喹啉
Figure FDA0002320168540000062
离子衍生物、它们的立体异构体和互变异构体、以及它们的盐中的至少一种，
Figure FDA0002320168540000071
Figure FDA0002320168540000081
所述式(A-1)～(A-8)和(A-9)中，
R是氢原子或任意的取代基；
Ar是所述供电子基团，可以为1个也可以为多个，在为多个供电子基团的情况下可以相同也可以不同；
形成含氮芳香族阳离子的含氮芳香环可以具有1个以上的除R和Ar以外的任意的取代基，也可以不具有1个以上的除R和Ar以外的任意的取代基；
所述式(I)中，
R1是氢原子或任意的取代基；
Ar1～Ar3各自是氢原子或所述供电子基团，可以相同也可以不同，Ar1～Ar3中的至少一个是所述供电子基团。
33.根据权利要求32所述的自由基产生催化剂，其中，所述电子供体·受体连接分子是下述式(A-10)表示的9-
Figure FDA0002320168540000082
基-10-甲基吖啶离子，
Figure FDA0002320168540000091
34.一种自由基产生催化剂，其特征在于，包含下述化学式(XI)表示的铵盐，其中不包括过二硫酸盐，且所述铵盐的路易斯酸度为0.4eV以上；
在非酸性的液体中，催化来自自由基产生源的自由基产生；
所述自由基产生源是选自亚卤酸、亚卤酸根离子和亚卤酸盐中的至少一种，
Figure FDA0002320168540000092
所述化学式(XI)中，
R11、R21、R31和R41各自是氢原子或芳香环、或者烷基，所述烷基可以包含醚键、羰基、酯键或酰胺键、或者芳香环，R11、R21、R31和R41各自可以相同也可以不同，
或者，R11、R21、R31和R41中的2个以上可以一体化而与它们键合的N+一起形成环状结构，所述环状结构可以为饱和环状结构也可以为不饱和环状结构，可以为芳香环也可以为非芳香环，可以具有1个以上的取代基也可以不具有1个以上的取代基；
X-是阴离子，其中不包括过二硫酸根离子。
35.根据权利要求34所述的自由基产生催化剂，其中，
所述化学式(XI)表示的铵盐中，
R11、R21、R31和R41各自是氢原子或烷基，R11、R21、R31和R41各自可以相同也可以不同。
36.根据权利要求35所述的自由基产生催化剂，其中，所述烷基是碳原子数1～40的烷基。
37.根据权利要求35所述的自由基产生催化剂，其中，所述烷基是碳原子数1～6的烷基。
38.根据权利要求34～37中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XI)表示的铵盐是下述化学式(XII)表示的铵盐，
Figure FDA0002320168540000101
所述化学式(XII)中，
R111是碳原子数5～40的烷基，可以包含醚键、羰基、酯键或酰胺键、或者芳香环；
R21和X-与所述化学式(XI)相同。
39.根据权利要求34所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XI)表示的铵盐是选自苄索氯铵、苯扎氯铵、十六烷基三甲基氯化铵、四甲基氯化铵、氯化铵、甲基氯化铵、四丁基氯化铵、氯化十六烷基吡啶、十六烷基三甲基溴化铵、地喹氯铵、依酚氯铵、二癸基二甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、氧托溴铵、卡巴胆碱、格隆溴铵、番红、芥子碱、四乙基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、丁二酰胆碱、鞘磷脂、神经节苷脂GM1、地那铵、葫芦巴碱、新斯的明、百草枯、吡斯的明、黄柏碱、碘解磷定、甜菜碱、甜菜苷、氨甲酰胆碱、卵磷脂和胆碱类中的至少一种。
40.根据权利要求34所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XI)表示的铵盐是下述化学式(XIII)表示的铵盐，
Figure FDA0002320168540000111
所述化学式(XIII)中，
R111是碳原子数5～40的烷基，X-与所述化学式(XI)相同。
41.根据权利要求34～40中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，所述铵盐是苄索氯铵。
42.根据权利要求34所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XI)表示的铵盐是下述化学式(XIV)表示的铵盐，
所述化学式(XIV)中，
R100可以形成环状结构，所述环状结构可以为饱和环状结构也可以为不饱和环状结构，可以为芳香环也可以为非芳香环，可以具有1个以上的取代基也可以不具有1个以上的取代基；
R11和X-与所述化学式(XI)相同。
43.根据权利要求34所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XI)表示的铵盐是下述化学式(XV)表示的铵盐，
Figure FDA0002320168540000121
所述化学式(XV)中，
各Z各自是CH或N，可以相同也可以不同，在为CH的情况下，H可以被取代基取代；
R11和X-与所述化学式(XI)相同。
44.根据权利要求34所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XI)表示的铵盐是下述化学式(XVI)表示的铵盐，
Figure FDA0002320168540000122
所述化学式(XVI)中，
R101、R102、R103和R104各自是氢原子或取代基，R101、R102、R103和R104各自可以相同也可以不同，
或者，R101、R102、R103和R104中的2个以上可以一体化而与它们键合的N+一起形成环状结构，所述环状结构可以为饱和环状结构或不饱和环状结构，可以为芳香环也可以为非芳香环，可以具有1个以上的取代基也可以不具有1个以上的取代基；
Z是CH或N，在为CH的情况下，H可以被取代基取代；
R11和X-与所述化学式(XI)相同。
45.根据权利要求34所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XI)表示的铵盐是下述化学式(XVII)表示的铵盐，
Figure FDA0002320168540000131
所述化学式(XVII)中，
R111～R118各自是氢原子或取代基，R111～R118各自可以相同也可以不同，
或者，R111～R118中的2个以上可以一体化而形成环状结构，所述环状结构可以为芳香环也可以为非芳香环，可以具有1个以上的取代基也可以不具有1个以上的取代基；
Z是CH或N，在为CH的情况下，H可以被取代基取代；
R11和X-与所述化学式(XI)相同。
46.根据权利要求34所述的自由基产生催化剂，其中，所述铵盐是NH4 +的盐。
47.根据权利要求46所述的自由基产生催化剂，其中，所述铵盐是NH4Cl。
48.根据权利要求34～38、40和42～46中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，所述铵盐是所述铵的六氟磷酸盐。
49.根据权利要求34～48中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，所述亚卤酸是选自亚氯酸、亚溴酸和亚碘酸中的至少一种。
50.根据权利要求34～48中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，所述自由基产生源是亚氯酸根离子。
51.一种自由基产生催化剂，其特征在于，包含下述化学式(XI)表示的铵盐，且所述铵盐的路易斯酸度为0.4eV以上；
在氧化剂的存在下，催化来自自由基产生源的自由基产生；
所述氧化剂为O2；
所述自由基产生源是选自下述式(A-1)～(A-8)中任一者表示的含氮芳香族阳离子衍生物、下述式(A-9)表示的9-取代吖啶离子、下述式(I)表示的喹啉
Figure FDA0002320168540000133
离子衍生物、它们的立体异构体和互变异构体、以及它们的盐中的至少一种，
Figure FDA0002320168540000141
所述化学式(XI)中，
R11、R21、R31和R41各自是氢原子或芳香环、或者烷基，所述烷基可以包含醚键、羰基、酯键或酰胺键、或者芳香环，R11、R21、R31和R41各自可以相同也可以不同，
或者，R11、R21、R31和R41中的2个以上可以一体化而与它们键合的N+一起形成环状结构，所述环状结构可以为饱和环状结构也可以为不饱和环状结构，可以为芳香环也可以为非芳香环，可以具有1个以上的取代基也可以不具有1个以上的取代基；
X-是阴离子；
Figure FDA0002320168540000151
Figure FDA0002320168540000161
所述式(A-1)～(A-8)和(A-9)中，
R是氢原子或任意的取代基；
Ar是所述供电子基团，可以为1个也可以为多个，在为多个供电子基团的情况下可以相同也可以不同；
形成含氮芳香族阳离子的含氮芳香环可以具有1个以上的除R和Ar以外的任意的取代基也可以不具有1个以上的除R和Ar以外的任意的取代基；
所述式(I)中，
R1是氢原子或任意的取代基；
Ar1～Ar3各自是氢原子或所述供电子基团，可以相同也可以不同，Ar1～Ar3中的至少一个是所述供电子基团。
52.根据权利要求51所述的自由基产生催化剂，其中，
所述化学式(XI)表示的铵盐中，
R11、R21、R31和R41各自是氢原子或烷基，R11、R21、R31和R41各自可以相同也可以不同。
53.根据权利要求52所述的自由基产生催化剂，其中，所述烷基是碳原子数1～40的烷基。
54.根据权利要求52所述的自由基产生催化剂，其中，所述烷基是碳原子数1～6的烷基。
55.根据权利要求51～54中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XI)表示的铵盐是下述化学式(XII)表示的铵盐，
Figure FDA0002320168540000171
所述化学式(XII)中，
R111是碳原子数5～40的烷基，可以包含醚键、羰基、酯键或酰胺键、或者芳香环；
R21和X-与所述化学式(XI)相同。
56.根据权利要求51所述的自由基产生催化剂，其中，所述铵盐是选自苄索氯铵、苯扎氯铵、十六烷基三甲基氯化铵、四甲基氯化铵、氯化铵、甲基氯化铵、四丁基氯化铵、氯化十六烷基吡啶、十六烷基三甲基溴化铵、地喹氯铵、依酚氯铵、二癸基二甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、氧托溴铵、卡巴胆碱、格隆溴铵、番红、芥子碱、四乙基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、丁二酰胆碱、鞘磷脂、神经节苷脂GM1、地那铵、葫芦巴碱、新斯的明、百草枯、吡斯的明、黄柏碱、碘解磷定、甜菜碱、甜菜苷、氨甲酰胆碱、卵磷脂和胆碱类中的至少一种。
57.根据权利要求51所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XI)表示的铵盐是下述化学式(XIII)表示的铵盐，
Figure FDA0002320168540000181
所述化学式(XIII)中，
R111是碳原子数5～40的烷基，X-是阴离子。
58.根据权利要求51～57中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，所述铵盐是苄索氯铵。
59.根据权利要求51所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XI)表示的铵盐是下述化学式(XIV)表示的铵盐，
Figure FDA0002320168540000182
所述化学式(XIV)中，
R100可以形成环状结构，所述环状结构可以为饱和环状结构也可以为不饱和环状结构，可以为芳香环也可以为非芳香环，可以具有1个以上的取代基也可以不具有1个以上的取代基；
R11和X-与所述化学式(XI)相同。
60.根据权利要求51所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XI)表示的铵盐是下述化学式(XV)表示的铵盐，
Figure FDA0002320168540000191
所述化学式(XV)中，
各Z各自是CH或N，可以相同也可以不同，在为CH的情况下，H可以被取代基取代；
R11和X-与所述化学式(XI)相同。
61.根据权利要求51所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XI)表示的铵盐是下述化学式(XVI)表示的铵盐，
Figure FDA0002320168540000192
所述化学式(XVI)中，
R101、R102、R103和R104各自是氢原子或取代基，R101、R102、R103和R104各自可以相同也可以不同，
或者，R101、R102、R103和R104中的2个以上可以一体化而与它们键合的N+一起形成环状结构，所述环状结构可以为饱和环状结构或不饱和环状结构，可以为芳香环或非芳香环，可以具有1个以上的取代基也可以不具有1个以上的取代基；
Z是CH或N，在为CH的情况下，H可以被取代基取代；
R11和X-与所述化学式(XI)相同。
62.根据权利要求51所述的自由基产生催化剂，其中，所述化学式(XI)表示的铵盐是下述化学式(XVII)表示的铵盐，
Figure FDA0002320168540000201
所述化学式(XVII)中，
R111～R118各自是氢原子或取代基，R111～R118各自可以相同也可以不同，
或者，R111～R118中的2个以上可以一体化而形成环状结构，所述环状结构可以为芳香环或非芳香环，可以具有1个以上的取代基也可以不具有1个以上的取代基；
Z是CH或N，在为CH的情况下，H可以被取代基取代；
R11和X-与所述化学式(XI)相同。
63.根据权利要求51所述的自由基产生催化剂，其中，所述铵盐是NH4 +的盐。
64.根据权利要求63所述的自由基产生催化剂，其中，所述铵盐是NH4Cl。
65.根据权利要求51～55、57和59～63中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，所述铵盐是所述铵的六氟磷酸盐。
66.根据权利要求51～65中任一项所述的自由基产生催化剂，其中，所述自由基产生源是下述式(A-10)表示的9-
Figure FDA0002320168540000203
基-10-甲基吖啶
Figure FDA0002320168540000204
离子和其盐中的至少一种，
Figure FDA0002320168540000202
67.根据权利要求1～66中任一项所述的自由基产生催化剂，其特征在于，相对于下述化学反应式(1b)的反应速度常数即kcat为1.0×10-5S-1，
Co Tpp：四苯基卟啉钴(II)
Q1：泛醌1
所述化学式(1b)中，
Mn+表示所述自由基产生催化剂；
CoTPP表示四苯基卟啉钴(II)；
Q1表示泛醌1；
[(TPP)Co]+表示四苯基卟啉钴(III)阳离子；
(Q1)·－表示泛醌1的阴离子自由基。
68.一种自由基的制造方法，其特征在于，包括将权利要求1～67中任一项所述的自由基产生催化剂和所述自由基产生源混合的混合步骤。
69.根据权利要求68所述的制造方法，其中，所述混合步骤中，进一步混合溶剂。
70.根据权利要求69或70所述的制造方法，其中，进一步包括对通过所述混合步骤而得到的混合物进行光照射的光照射步骤。
71.一种自由基的制造方法，其特征在于，包括：
将路易斯酸度为0.4eV以上的路易斯酸和自由基产生源混合的混合步骤；以及
使所述路易斯酸与所述自由基产生源在非酸性的液体中反应的反应步骤；
所述路易斯酸不包括过二硫酸盐，
所述自由基产生源是选自亚卤酸、亚卤酸根离子和亚卤酸盐中的至少一种。
72.根据权利要求66所述的制造方法，其中，所述亚卤酸为选自亚氯酸、亚溴酸和亚碘酸中的至少一种。
73.根据权利要求71或72所述的制造方法，其中，所述自由基产生源为亚氯酸根离子。
74.根据权利要求71～73中任一项所述的自由基的制造方法，其特征在于，所述路易斯酸是权利要求34～50中任一项所述的自由基产生催化剂。
75.一种自由基的制造方法，其特征在于，包括：
将路易斯酸度为0.4eV以上的路易斯酸、O2和自由基产生源混合的混合步骤；以及
使所述路易斯酸、所述O2和所述自由基产生源在液体中反应的反应步骤；
所述路易斯酸是权利要求51～66中任一项所述的自由基产生催化剂；
所述自由基产生源是选自所述式(A-1)～(A-8)中任一者表示的含氮芳香族阳离子衍生物、所述式(A-9)表示的9-取代吖啶
Figure FDA0002320168540000221
离子、所述式(I)表示的喹啉离子衍生物、它们的立体异构体和互变异构体、以及它们的盐中的至少一种。
76.根据权利要求70所述的制造方法，其中，所述路易斯酸是权利要求66所述的自由基产生催化剂。
77.根据权利要求71～76中任一项所述的制造方法，其中，所述混合步骤中，进一步混合溶剂。
78.根据权利要求71～77中任一项所述的制造方法，其中，进一步包括对通过所述混合步骤得到的混合物进行光照射的光照射步骤。
79.一种自由基的制造方法，其特征在于，包括：
将路易斯酸度为0.4eV以上的路易斯酸和自由基产生源混合的混合步骤；以及
使所述路易斯酸和所述自由基产生源在液体中反应的反应步骤；
所述路易斯酸不包括过二硫酸盐，
所述路易斯酸度为0.4eV以上的路易斯酸包含无机物质；
所述自由基产生源是选自亚卤酸、亚卤酸根离子和亚卤酸盐中的至少一种。
80.根据权利要求79所述的制造方法，其中，所述无机物质包含金属离子。
81.根据权利要求79所述的制造方法，其中，所述无机物质是选自碱土金属离子、稀土类离子、Mg2+、Sc3+、Li+、Fe2+、Fe3+、Al3+、硅酸根离子和硼酸根离子中的至少一种。
82.根据权利要求70～73和79中任一项所述的制造方法，其中，所述路易斯酸度为0.4eV以上的路易斯酸是选自AlCl3、AlMeCl2、AlMe2Cl、BF3、BPh3、BMe3、TiCl4、SiF4和SiCl4中的至少一种。
83.根据权利要求79～82中任一项所述的制造方法，其中，所述亚卤酸是选自亚氯酸、亚溴酸和亚碘酸中的至少一种。
84.根据权利要求79～83中任一项所述的制造方法，其中，所述自由基产生源是亚氯酸根离子。
85.一种将被氧化物氧化而制造氧化反应产物的方法，其特征在于，包括：
通过权利要求68～84中任一项所述的制造方法制造所述自由基的自由基制造步骤；和
通过所述自由基的作用使所述被氧化物与氧化剂反应从而生成所述氧化反应产物的氧化反应步骤。
86.根据权利要求85所述的制造方法，其中，所述自由基兼做所述氧化剂。
87.一种药剂，其特征在于，包含自由基产生催化剂和自由基产生源；
所述自由基产生催化剂是权利要求1～67中任一项所述的自由基产生催化剂。
88.根据权利要求87所述的药剂，其中，所述自由基产生源包含含氧酸。
89.根据权利要求88所述的药剂，其中，所述含氧酸是选自硼酸、碳酸、原碳酸、羧酸、硅酸、亚硝酸、硝酸、亚磷酸、磷酸、砷酸、亚硫酸、硫酸、磺酸、亚磺酸、铬酸、重铬酸、高锰酸和卤素含氧酸中的至少一种。
90.根据权利要求89所述的药剂，其中，所述卤素含氧酸是选自次氯酸、亚氯酸、氯酸、高氯酸、次溴酸、亚溴酸、溴酸、高溴酸、次碘酸、亚碘酸、碘酸和高碘酸中的至少一种。
91.根据权利要求87所述的药剂，其中，所述自由基产生源包含选自卤素离子、次卤酸根离子、亚卤酸根离子、卤酸根离子和高卤酸根离子中的至少一种。
92.根据权利要求88所述的药剂，其中，所述含氧酸是卤素含氧酸或其盐。
93.根据权利要求92所述的药剂，其中，所述卤素含氧酸是氯含氧酸。
94.根据权利要求88所述的药剂，其中，所述含氧酸包含亚氯酸根离子。
95.一种液状的药剂，其特征在于，包含自由基产生催化剂、以及选自亚卤酸、亚卤酸根离子和亚卤酸盐中的至少一种；
所述自由基产生催化剂是权利要求1～30和34～50中任一项所述的自由基产生催化剂，且所述自由基产生催化剂的路易斯酸度为0.4eV以上；
所述液状的药剂不是酸性的。
96.根据权利要求95所述的药剂，其中，所述亚卤酸是选自亚氯酸、亚溴酸和亚碘酸中的至少一种。
97.根据权利要求95所述的药剂，其中，所述亚卤酸是亚氯酸。
98.根据权利要求87～97中任一项所述的药剂，其中，进一步包含水和有机溶剂中的至少一种。
99.根据权利要求87～98中任一项所述的药剂，其中，所述药剂为杀菌剂。
100.根据权利要求87～99中任一项所述的药剂，其中，所述药剂在生物体内使用。
101.根据权利要求87～100中任一项所述的药剂，其中，所述药剂在消化器官内使用。
102.根据权利要求101所述的药剂，其中，所述消化器官是选自口腔部、咽喉部、食管、胃、十二指肠、小肠和大肠中的至少一种。
103.根据权利要求101所述的药剂，其中，所述消化器官是大肠。
104.根据权利要求100～103中任一项所述的药剂，其中，所述药剂用于溃疡性大肠炎的治疗或症状的抑制。
105.根据权利要求87～104中任一项所述的药剂，其中，所述药剂为农畜产用药剂。
106.根据权利要求105所述的农畜产用药剂，其中，所述农畜产用药剂是选自农业用杀菌剂、农业用抗病毒剂、农业用除臭剂、农业用杀虫剂、农业用驱避剂、农业用土壤改良剂、畜产业用杀菌剂、畜产业用抗病毒剂、畜产业用除臭剂、畜产业用杀虫剂、畜产业用驱避剂和畜产业用土壤改良剂中的至少1种。
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